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自由落体运动
王勇
物理系
问题提出
二千多年前,古希腊哲学家亚里士多德提出:轻重不同的物体下落时,重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢?
演示1 在同一高度同时释放一支粉笔头和一张纸片,请观察物体是否同时落地。
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实验演示
演示2 把纸片揉成纸团,重复以上实验,请观察物体是否同时落地。
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有时重的物体下落的快,有时轻重的物体下落的一样快。
轻重不同的物体下落得快慢不同,主要是由于空
气阻力的影响不同所造成的。
分析原因:
观察:
【演示】牛顿管实验。
现象:抽气后,管中物体同时落下,同时落到管底。
【结论】在没有空气阻力的情况下,物体下落的快慢相同。
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一、自由落体运动
:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
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那这种下落运动倒底是一种怎样的运动呢?
:只在重力作用下
从静止开始下落
如果空气阻力对物体影响很小,可忽略不计时,那么物体在空气中从静止开始下落的运动也可以近似地看作是自由落体运动。
探究学习
方案:用频闪照相机
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
根据彩图在相等的时间里通过的位移不断的增加,可知是一种加速运动
探究:自由落体的运动性质
hⅤ=
hⅥ=
hⅠ=
hⅡ=
hⅢ=
hⅣ=
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2、运动的特点:
结论:对自由下落的小球的闪光照片进行研究,发现自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
△h1 =hⅡ- hⅠ= △h2 =hⅢ- hⅡ=
△h3 =hⅣ- hⅢ= △h4 =hⅤ- hⅣ=
△h5 =hⅥ- hⅤ=
由以上数据看出:
△h1 ≈△h2 ≈△h3 = △h4 = △h5 =
△h =
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二、自由落体加速度
在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g 表示。
在地球上不同地点,g 的值略有不同。
g ( m/s2 )
地点
北极
北京
上海
广州
赤道
纬度
9. 832
9. 801
9. 794
9. 788
9. 780
39º 56´
90º
31º 12´
23º 06´
0º
在通常的计算中,取 g = m/s 2 ,或g = 10 m/s 2 。重力加速度方向总是竖直向下。
随纬度的增加而增大
在高度不同时,g 的值略有不同。在同一地点, g随高度的增加而减小。
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三、自由落体运动的公式
a → g
x → h
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以,匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。