自由落體運(yùn)動(dòng)及經(jīng)典例題講解

1、第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)理解領(lǐng)悟落體運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)。本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)，分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，明確重力加速度的意義，從而對自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識?；A(chǔ)級1.物體下落的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)物體下落的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)請自己動(dòng)手做如下的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)：（1）燒斷懸線讓小球由靜止開始下落；（2）讓等面積的鐵片和紙片從等高處由靜止開始下落；（3）讓等重的紙片和紙團(tuán)從等高處由靜止開始下落；（4）讓鐵片和輕紙團(tuán)從等高處由靜止開始下落。從以上小實(shí)

2、驗(yàn)，你觀察到了什么現(xiàn)象？又得到了什么啟發(fā)從小實(shí)驗(yàn)（1）可以看到：燒斷懸線后，小球在重力的作用下，由靜止開始沿豎直方向下落，其下落速度越來越快。那么，物體下落的快慢與哪些因素有關(guān)呢？從小實(shí)驗(yàn)（2）可以看到：等面積的鐵片比紙片下落得快，似乎重的物體比輕的物體下落得快。果真是這樣嗎？從小實(shí)驗(yàn)（3）可以看到：等重的紙片比紙團(tuán)下落得慢。從小實(shí)驗(yàn)（4）可以看到：鐵片和輕紙團(tuán)下落的快慢程度幾乎相同。小實(shí)驗(yàn)（3）和（4）說明，物體下落的快慢并不決定于物

3、體的輕重，而是與物體受到的空氣阻力有關(guān)。等面積的鐵片比紙片下落得快，是由于鐵片受到的空氣阻力??；等重的紙片比紙團(tuán)下落得慢，是由于紙片受到的空氣阻力大；鐵片和輕紙團(tuán)下落的快慢程度幾乎相同，說明在空氣阻力很小的情況下，重的物體下落并不比輕的物體快多少。那么，我們有理由提出這樣的猜想：在同一地點(diǎn)，如果沒有空氣阻力，不同物體只在重力作用下從靜止開始下落，其下落的快慢程度應(yīng)該是相同的。2.“錢毛管”實(shí)驗(yàn)“錢毛管”實(shí)驗(yàn)為了證實(shí)上述猜想，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)

4、沒有空氣的環(huán)境，即真空環(huán)境。如教材“走進(jìn)物理課堂之前”圖4所示，在玻璃管內(nèi)放有雞毛和銅錢（此管叫做“錢羽管”），當(dāng)管內(nèi)存有空氣時(shí)，雞毛比銅錢明顯下落得慢。把管內(nèi)抽成真空，可以觀察到雞毛與銅錢下落的快慢程度沒有區(qū)別?！板X羽管”實(shí)驗(yàn)表明：若只受重力作用，不同物體在同一地點(diǎn)所做的落體運(yùn)動(dòng)是完全相同的。3.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。因此，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：一是

5、物體只受重力作用，除此之外不受其他力的作用；二是從靜止開始下落，不能有初速度。請思考：從停在空中用降落傘放下的救災(zāi)物資的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)？為什么？從水平飛行的飛機(jī)上落下的重物的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)？為什么？從正在上升的氣球中落下的重物的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)？為什么？從停在空中用降落傘放下的救災(zāi)物資的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榻德鋫氵€受到空氣阻力的作用；從水平飛行的飛機(jī)上落下的重物的運(yùn)動(dòng)和從正在上升的氣球中落下的重物的運(yùn)動(dòng)，也都

6、不是自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閺乃斤w行的飛機(jī)上落下的重物具有水平方向的初么原因呢？你能嘗試解釋這個(gè)規(guī)律嗎？原來，重力加速度是由重力產(chǎn)生的，而重力是由于地球的吸引使物體受到的力。地球并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球體，而是略為扁一些，地球的極半徑要比赤道半徑略短些。這樣，同一物體在兩極地區(qū)受到地球的吸引作用要比在赤道地區(qū)略大些，從而兩極地區(qū)的重力加速度要比赤道地區(qū)的略大些。你還可以進(jìn)一步猜想：重力加速度將隨物體所處高度的變化而如何變化呢？物體所處的高度越高，

7、離地球就越遠(yuǎn)，地球?qū)λ奈饔镁驮叫?，從而重力加速度就越小?.測定反應(yīng)時(shí)間測定反應(yīng)時(shí)間我們把從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)所經(jīng)過的時(shí)間叫做反應(yīng)時(shí)間。本節(jié)教材在“做一做”欄目中介紹了用直尺下落測定反應(yīng)時(shí)間的一種方法。這一測定方法的原理很簡單：根據(jù)直尺下落的高度x，由自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式，可導(dǎo)出計(jì)算反應(yīng)時(shí)間的表達(dá)式221gtx?。gxt2?值得注意的是，測定反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)必須由兩個(gè)人完成。如果是一個(gè)人用左手捏住刻度尺的頂端，右手準(zhǔn)備握尺，測得

8、的長度不能用作計(jì)算反應(yīng)時(shí)間的下落高度。因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間是指人對外界刺激信息做出反應(yīng)的時(shí)間。當(dāng)測出刻度尺下落高度時(shí)，還可以再做下面的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證：還請這位同學(xué)用手捏住刻度尺的頂端，從尺子的頂端開始計(jì)算，你準(zhǔn)備握住尺子的手向上移至測出的刻度尺下落的高度以內(nèi)。當(dāng)那位同學(xué)放開手后，你能不能再握住這把尺子？實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，你無論如何努力都不可能再握住尺子。想一想是什么道理？另外，你還可以利用課外時(shí)間，將全班同學(xué)反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)分析處理，在一把尺子上定標(biāo)，

9、制作“反應(yīng)時(shí)間標(biāo)度尺”。10.測定“傻瓜”照相機(jī)曝光時(shí)間測定“傻瓜”照相機(jī)曝光時(shí)間本節(jié)“做一做”欄目中測量“傻瓜”照相機(jī)曝光時(shí)間的內(nèi)容有一定的實(shí)際意義，問題緊密聯(lián)系實(shí)際，而且有一定的難度，難度在于如何把一個(gè)實(shí)際問題抽象為一個(gè)物理問題。由石子下落的徑跡可知，A、B間的距離約為兩塊磚的厚度，即xAB=26cm=0.12m。設(shè)石子由起落點(diǎn)到A、B兩點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間分別為tA、tB，A點(diǎn)距起落點(diǎn)的距離為xA，則由自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式，得，。gxt