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2016-09-19
生:几乎同时落地。
师:同一张纸,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?
生:这是因为空气阻力的影响,把纸揉成团,所受的空气阻力要比纸片所受的空气阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。
师:如果把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,现象如何呢?让我们做一个实验。
(演示实验:我这里有一个长约1米,一端封闭、另一端有开关的玻璃管(牛顿管),把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等,放在玻璃管里。)
1.打开开关,管里有空气,把玻璃管倒立过来,现象如何?
生:这些物体下落的快慢不同。
2.把管里的空气几乎全部抽出,会如何?
生:下落的快慢相同。
师:可见导致物体下落有快有慢的原因是空气有阻力。指出在真空条件下,小物体的运动就是自由落体运动,请同学们据刚才的过程、结论,给“自由落体”下一个定义。
生:真空中,只受重力,物体从静止竖直下落。
小结Ⅰ:物体只有在重力下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。这种运动只有在没有空气的空间里才能发生;在有空气的空间里,如果空气的阻力作用比较小,可以忽略,物体的下落也可以看做是自由落体运动。
师:像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。在空气中,比如小钢球、小粉笔头、小纸团等,它们所受空气阻力相对于它们的重力可忽略,所以他们从静止开始下落运动也是自由落体运动。
师:空气中的纸片从静止下落的运动是自由落体运动吗?(演示)
生:不是,因为纸片所受的空气阻力相对于它的重力不可忽略。
小结Ⅱ:在同一地点,所有物体的自由落体运动是相同的,像刚才牛顿管里的金属片、小羽毛的运动是相同的;空气中小钢球、纸团的自由落体运动也是相同的。
2.自由落体运动的性质
从上面的实验及分析可知:自由落体运动是v0=0的加速运动,是什么样的加速运动呢?通过实验来研究。
(学生分组实验:重物自由下落,用打点计时器打一纸带。)
师:通过分析纸带能否确定自由落体运动是否为匀加速直线运动?
生:能。
师:请分组完成测量工作,然后据测量结果,告诉我你们的结论。
(投影)
s1=? s2=? s3=? s4=?
s2-s1=? s3-s2=? s4-s3=?
误差允许的范围内s2-s1=s3-s2=s4-s3=Δs=?
生:自由落体运动是匀加速直线运动。
师:能不能求出其加速度呢?
生:能,由Δs=at2,得a=?
(分组完成,分别说出结果。)
师:这个实验便于操作,却很粗糙,人们发明了许多先进的实验手段来研究自由落体运动,这里,我给大家介绍一种较先进的方法──频闪照相法。
(看投影:这是自由落体运动(小球)的频闪照相的照片,照片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的,类似纸带的分析我们可以较准确地求出小球的加速度。)
小结:通过以上分析,我们不难得出自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,而且在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g表示。
师:请同学们阅读教材第37页表格内容,得到什么知识?
生:地球上不同的纬度,g值随纬度的增加而增加,通常g值取9.8m/s2,有时粗略计算也取10m/s2,g的方向竖直向下。
3.自由落体运动的规律
师:既然自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,请同学们推出其速度公式,位移公式以及位移速度公式。
生:推出vt=gt s=(1/2)gt2 v2t=2gs
例题:课本习题4
小结:这节课主要是了解自由落体运动的条件,知道自由落体运动就是初速度为0的匀加速直线运动,推出了运动规律的三个公式,希望同学们与以前的知识联系起来,灵活地运用。
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