自由落体运动 一、落体运动 让一张纸片与小钢球同时由静止下落 , 纸片和小钢球哪个下落得更快呢？ 问题：重物体比轻物体下落快吗 ? 若（ 1 ）石头和纸片比较 （ 2 ）石头和纸团比较 （ 3 ）纸片和纸团比较 实验：牛顿管实验  实验结果：在没有空气阻力的作用下 , 羽毛 和铁片下落一样快 . 结论 : 如只受重力 , 从静止下落 , 运动快慢相同 . 世界著名 的比萨斜 塔实验证 明 重的铁球 和轻的铁 球下落快 慢相同 结论 ： 如果物体只受 重力 作用 ( 空 气阻力可忽略不计时 ) ，在同一高 度由静止释放不同物体 , 它们下落 的快慢应该相同，而与物体轻重 无关 二、自由落体运动 1 、定义： 物体只在重力作用下，由静止开 始下落 的运动，叫做自由落体运动。 这种运动只在没有空气的空间才能发生。在 有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，此阻 力可忽略不计，则物体下落的运动也可看作自由落 体运动。 2 、特征： （ 1 ）只受重力；（ 2 ）从静止开始下 落 3 、实验研究：自由落体运动的运动性质 轨迹—— 直线 运动特征——加速 ? 匀加速 ? 方法一：打点计时器研究自由落体运动 在探究自由落体运动的规律实验中，将下 列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：—— A 拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先接 通 电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下落； B 将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电路 ； C 用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打 点 计时器的限位孔； D 断开电源，取下纸带 答案 ： BCADE E 换上新的纸带，再重复做三次 思考：如图所示，重物 D 自由 落下的运动真的是自由落体运动 吗？ 只是可以近似看作自由落体？ ① 受空气阻力作用； ② 纸带不可能绝对保持竖直 ，运动过程中与底板、限位 孔都有摩擦。 怎样做才能减少误差？ ① 选用密度大的重物； ② 释放纸带前保证纸带竖直 。 方法二：频闪照片分析法（课本） 用给出的自由落体运动 的频闪照相图片 根据频闪照片 记录的各时刻 小球位置，可 直接判定轨迹 为直线 根据小球在不 同时间里下落 的位移的规律 可判定是否是 匀变速直线运 动 实验数据 hⅠ= h1  h0  0.54cm hⅡ= h2  h1  1.64cm hⅢ= h3  h2  2.72cm hⅣ= h4  h3  3.81cm hⅤ= h5  h4  4.90cm hⅥ= h6  h5  5.99cm 由以上数据看出 : ∆x= at² � 恒量 实 验 结 果： A B C 物体做加速运动 由 ∆ x= at² 可得 a= ∆s/t² 2 得 a= 9.8m/s 匀 加 速 直 线 运 动！ 3 、性质：自由落体运动是初速度为零的 匀加速直线运动。 三、自由落体加速度： 1 、自由落体加速度： 同一地点一切物体自由下落的加 速度都相同，且大小约为 9.8m/s2, 方向 竖直向下 , 这个加速度叫做 自由落体加 速度 ，也叫做 重力加速度 ，通常用 g 表 示 2 、对自由落体加速度的理解 （ 1 ）重力加速度 g 是一矢量，方向竖直向下 （ 2 ）在同一地点，不同物体，不论轻重， g 值 一样 （ 3 ） g 值的大小会随高度、纬度变化而变化， 高度 越高， g 值越小；纬度越高， g 值越大 （ 4 ）一般计算中 g 取 9.8m/s2 或 10m/s2 ，无特 别说明 的，都按 g 取 9.8m/s2 进行计算 地点 赤道 纬度 0° 重力加速 (m·s- 特 点 2 ) 9.780 广州 23°06′ 9.788 武汉 30°33′ 9.794 上海 31°12′ 9.794 东京 35°43′ 9.798 北京 39°56′ 9.801 纽约 40°40′ 9.803 莫斯科 55°45′ 9.816 最小 g 北极 与纬度有关，纬度越大， 90° 9.832 g 越大。 最大 g 还与高度有关，高度越高， g 越小 四、自由落体运动的规律： 自由落体运动是 v 0  0 a= g 的匀加速运动 vt  v0  at vt  gt 1 2 s  v0t  at 2 1 2 h  gt 2 vt  v0  2as vt  2 gh 2 2 2 课堂练习： 例 1 、 一物体从某点自由下落，经过 2S 物 体到达地面，请问物体最开始离地面的高度 和物体到达地面时的速度各为多少？ g 取 10 m/s2 答案： 20m 20 m/s 例 2 、从离地面 500 米的高空，自由下落一 个小球， 求： （ 1 ） 经过多长时间小球落到地面？ （ 2 ） 落下一半位移的时间。 （ g=10m/s 2 ） 答案 （ 1 ） 10s （ 2 ） 7.1s 例 3 、物体从某一高度做自由落体运动 , 经 过 3 秒落地则 : （ g=10m/s 2 ） ① 它第一秒内的位移是多少 ? （ 5m ② 第二秒内的平均速度为多少 （ ? 15m/s ） ） ③ 小球落地时速度是多少 ? （ 30m/s ）