自由落体运动的性质和规律 师:那么自由落体运动是什么性质的运动呢? 生:(部分)是匀变速直线运动. 师:这样说有根据吗?你研究过吗?(反问) 师:伽利略不但用简单明了的科学推理,巧妙地揭示了亚里士多德学说内部的矛盾,他还做了许多的研究工作推断自由落体运动是一种匀加速直线运动。他研究了物体沿不同角度的光滑斜面运动的情况,进行了上百次的定量研究,发现从斜面上滚下的小球都做匀加速运动。由此他推想,当斜面增大到900,小球做自由落体运动时,仍然会做匀加速运动。后来,伽利略的这个推论得到了证实。 现代的文明为我们研究自由落体运动的性质提高了更为科学的手段,
请同学们看彩图,彩图1是自由落体的小球的闪光照片按比例的缩小图。(简介闪光照相)照片上相邻的球是相隔l/30秒的时间拍摄的,请大家用刻度尺测相邻的每两个球之间的距离S,在计算出相邻每两段的位移差△s,看△s是否是恒量? 生:(测量、计算)△s是恒量,说明自由落体运动是匀变速直线运动。 板书:⑴ 运动性质:初速度为零的匀变速直线运动。 师:由【演示实验3】我们看到,在排除空气的影响之后,羽毛和铁片都只受重力的作用而向下运动,从相同的高度由静止落下,时间相同,下落的位移也是相同的,又由于物体做的匀变速直线运动,a=2s/t2。由此可知:不同物体下落的加速度是相同的。这个加速度称为重力加速度。 板书:(2)自由落体的加速度—重力加速度g 在同一地点,一切物体做自由落体的加速度都相同。 强调:“在同一地点”。就是说,在不同的地点,物体自由落体的加速度不同。 (教师介绍精确实验测定的北极9.832m/s2、北京9.801m/s2、长沙9.791m/s2、赤道9.780m/s2的重力加速度值,总结出:越靠近赤道,重力加速度的值越小;越靠近两极,重力加速度的值越大。并给出一般取值。) 板书:通常计算中,g=9.8米/秒2 方向:竖直向下。 (说明:这个值其实就是重力计算式中的常数g。) 师:由自由落体运动的性质和初速度为零的匀变速直线运动公式,可知自由落体运动的规律是什么? 板书:(3)规律: 公式: h=eq o(sdo-9(1),sdo0(-),sdo 9(2))gt2 v/m/s19.69.8
0 1 2 t/s vt=gt vt2=2gh eq o(sup 11(—),v)=vt/2=gt/2 特殊规律:v1:v2:v3…=1:2:3… h1:h2:h3…=1:4:9… hⅠ:hⅡ:hⅢ…=1:3:5… 速度图象:如图。 (先让学生自己画出,再说明不能随意画。t=1s时,v必须等于9.8m/s。) 师:需要说明的是:这种运动只有在没有空气的空间里才能发生,在有空气的空间里,如果物体下落过程中空气的阻力比重力小得多,可以忽略不计,它的运动也可看作自由落体运动,如:石块在空中自由下落就可以当做自由落体运动。 例题:钢珠从17.7米高的地方落下,落下的时间是1.90秒。求重力加速度。 (引导学生分析题意,找出条件,确定公式。) 解:由于s=17.7m,t=1.90s,而s= eq o(sdo-9(1),sdo 0(-),sdo 9(2))gt2,有: g=2s/t2=2×17.7/1.902 =9.80m/s2
v=gt,h=1/2gt,v~2=2gh
s=0.5gt的平方