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歡迎進(jìn)入物理課堂 第二節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 紙帶分析 下圖所示的實(shí)例用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一個(gè)重錘自由下落時(shí)的一段紙帶 已知紙帶上左端的第一個(gè)點(diǎn)是開始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn) 每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T 0 02s 是在紙帶上選擇每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)并標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn) 且填寫在下面表格中 并生成表中其他項(xiàng)目 根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 你可以得出什么結(jié)論 0 04 0 08 0 12 0 16 0 20 488 484 485 484 485 19 5 38 8 58 2 77 5 97 0 cm s2 s t2的單位 cm s2 cm s2 cm s2 cm s2 說(shuō)明 取點(diǎn)不同時(shí) 時(shí)間和位移不同 但是s t2仍接近常數(shù) 復(fù)習(xí) 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) 條件 沒有空氣 或空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力 人物 亞里士多德 伽利略 實(shí)驗(yàn) 再次記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡 器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 鐵架臺(tái) 重錘 紙帶 步驟 1 裝好鐵架臺(tái)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 將紙帶一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 另一端夾在重錘中 同時(shí)將紙帶拉至最高端 3 兩人配合 或一人左右手協(xié)調(diào) 再打開電源的同時(shí) 釋放紙帶 4 測(cè)量紙帶 要求第1點(diǎn)與第2點(diǎn)之間距離為2mm 紙帶分析 以下為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的紙帶P23圖2 2 1 如何通過(guò)紙帶分析來(lái)得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律呢 如何 作業(yè) 紙帶分析續(xù) 猜時(shí)間 0 02s還是0 04s 此處的位移如何 5 8mm或1 9 5 8mm 猜s t是什么物理量 猜s t2是什么物理量 重力加速度 猜想 猜想1 s t v 因此s t應(yīng)為平均速度 猜想2 s t2從單位cm s2 m s2 來(lái)看 應(yīng)為加速度 因此猜測(cè)自由落體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)為加速度不變 即自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 速度公式 位移公式呢 復(fù)習(xí) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象 v m s 1 0 t s v0 vt t t vt 位移可用v t圖象與坐標(biāo)軸所謂的面積計(jì)算 即圖中 三角形 面積等于位移 由三角形面積公式可得 位移公式 平均速度公式 vt t t vt 代入公式vt at 得 位移公式 t 2 自由落體運(yùn)動(dòng)的平均速度公式 擴(kuò)展提高 注意 從圖中容易看出 此點(diǎn)既代表平均速度 又是時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度 因此可得一個(gè)求瞬時(shí)速度的公式 例 重力加速度 重力加速度 前面計(jì)算中出現(xiàn)的s t2在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)可視為恒量 從單位可推測(cè)該衡量是 加速度 回顧 自由落體運(yùn)動(dòng) 只受重力 靜止開始 重力加速度 符號(hào) g g 9 8m s2 重力加速度g是矢量 方向豎直向下 其數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)一般是不同的 要求不是太高時(shí)可以取g 9 8m s2 有時(shí)甚至可取g 10m s2 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 自由落體運(yùn)動(dòng)的 速度公式 位移公式 例題 例 屋檐上水滴下落的過(guò)程可以近似地看作是自由落體運(yùn)動(dòng) 假定水滴從10m高的屋檐上無(wú)初速滴落 水滴下落到地面時(shí)的速度大約是多大 解 由 得 水滴下落到地面時(shí)的速度 實(shí)踐拓展 練習(xí) 討論交流 在現(xiàn)實(shí)中 雨滴大約在1 5km左右的高空形成并開始下落 計(jì)算一下 若該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng) 到達(dá)地面時(shí)的速度是多大 遇到過(guò)這樣的雨滴嗎 據(jù)資料顯示 落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m s 為什么它們的差別會(huì)這么大 參考解答 如果雨滴自由下落1 5km 則 實(shí)際上 從1 5km下落已經(jīng)不可能忽略空氣阻力了 因此不能看作自由下落 實(shí)踐與拓展 1 對(duì)于禁止高空擲物的看法2 測(cè)量反應(yīng)時(shí)間 作法 兩人配合 一把直尺 練習(xí) 一物體在地球上做自由落體運(yùn)動(dòng) 由靜止開始下落4 9m所用時(shí)間是1s 該物體在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng) 由靜止開始下落1s的距離有多大 已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的1 6 分析 物體不論在地球上還是在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng) 都是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 區(qū)別在于 二者的加速度不同 解 故所求距離 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全