《自由落体运动》教案
一、复习提问
前面我们学习了匀变速直线运动的规律。下面我们一起来回顾一下匀变速直线运动的有关知识。
速度公式: vtv0at
12at 2位移公式: sv0t速度位移公式:vt2v022as
推论:做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间间隔T内位移之差为一恒量。 s1=
2s2=…= aT
二、导入新课
举例:用手握住的石头处于静止状态,松手后石头的运动情况如何? 思考与讨论并猜想。
V0=0,石头竖直下落。
提醒同学们注意观察。石头下落时做V0=0的竖直方向的直线运动。 今天我们就来深入的认识这一运动———自由落体运动。
三、新课教学
1、演示实验一:
石头与纸片从同一高度同时由静止开始下落。问:我们可观察到什么现象?(看到石头比纸片下落得快)。为什么石头比纸片下落得快呢?(石头重一些,重的物体比轻的物体下落快) 教师介绍:早在2000多年前,古希腊的哲学家亚里士多德通过对落体运动的观察、研究,得出“物体下落快慢由物体重力决定”即“物体越重下落越快”的结论。亚里士多德的观点是否正确呢?(不对)这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。
2、演示实验二:
取半张纸与一张纸,把半张纸揉成一团,两者也分别从同一高度同时由静止下落。问:我们可观察到什么现象?(半张纸比一张纸下落的快,轻的物体下落快)。
过渡引言:轻的物体下落快,这不是与亚里士多德的结论相矛盾吗?为什么会有两种不同的观点呢?我们再来做一个实验。
3、演示实验三:
取两张相同纸,把其中一张揉成团,两者也分别从同一高度 同时由静止下落。问:我们可观察到什么现象?(纸团比纸片下落得快)。 上述现象说明重力相同的物体也不能同时落地,所以物体下落的快慢和轻重的关系比较复杂,既不能说重的物体比轻的物体下落快,也不能说轻物体的比重的物体下落快,因此亚里士多德的观点是错误的。
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(3)方法:利用做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间间隔T内:
2 s1= s2=…= aT
的结论。
(学生活动)学生分组活动,测量计算并得出结论,相互交流。
(结论:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。)
二:自由落体加速度
1、在同一地点,一切物体的自由落体运动加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g来表示。
2、重力加速度g (1) 方向:总是竖直向下的。
22(2) 大小: g=9.8m/s,粗略计算可取g=10m/s
我们看课本36页的一个表格,表格中列有9个不同纬度的地方重力加速度的数值。由表格可以看到:在同一地点,重力加速度相同。(为什么?我们可以用刚做的牛顿管实验来说明这个问题,两个物体由同样高度同时由静止下落,同时达到地面,由s12at可知,2它们的加速度必定相同)
(3) 在地球上不同的地方,g的大小不同.g随纬度的增加而增大(赤道g最小,两极g最大) ,g随高度的增加而减小。
3、自由落体运动的规律:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.所以它具有匀加速直线运动的规律,同时它也有自己特殊的运动规律.速度与时间的关系:
v= g t
11位移和时间的关系: Svtathgt22
222速度与位移的关系: vt-v0=2aS vt=2gh
我们通过实验研究总结出自由落体运动的特征和规律,下面我们运用这些规律来解决一些具体的问题。
三:自由落体运动的应用
1、测定反应时间
操作:一位同学捏住尺子的上端,保持直尺竖直不动,你用一只手在直尺的零刻度处做握住木尺的准备。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺.读数:直尺下落的距离,即为你所捏处的刻度值。 处理:根据位移公式可计算出直尺下落的时间。 12h hgtt 2g
结论:直尺下落的时间就是你的反应时间。 若你的手握在20cm处,你的反应时间为多长?若招飞时对飞行员的反应时间要求达到 0.16s,
2你能当飞行员吗?(g取10m/s)
2、测高度。(比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.)
例、为了测出井口到井里水面的深度,让一个小石块从井口落下,经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度(不考虑声音传播所用的时间)。 解:由题意物体做自由落体运动,t=2s,g取9.8m/s2
2202 11hgt9.8m/s(2s)19.6m22222- 34 -