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物理粤教版 (2019)第二章 匀变速直线运动第四节 自由落体运动教课内容ppt课件
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必备知识·自主预习储备
知识点一 影响物体下落快慢的因素1．亚里士多德认为，重的物体下落__，轻的物体下落__，并断言物体下落快慢由它们的____决定．2．伽利略推断出，重的物体不会比轻的物体下落得__．我们通过实验可以初步看出：物体下落快慢与物体的轻重____．3．牛顿管内物体的下落运动：实验结果表明，牛顿管内有空气时，金属片和羽毛下落的快慢____；被抽去部分空气时，它们下落的快慢比较____，被抽去的空气越多，它们下落的快慢越接近；当把牛顿管中空气全部抽去后，它们下落的快慢就完全____了．提醒 没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重力作用，下落的快慢相同．
体验 1．(1)伽利略认为物体越重，下落得越快．( )(2)亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关．( )(3)牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同．( )(4)石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力．( )[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
知识点二 自由落体运动及规律1．自由落体运动定义：物体________作用下从____开始下落的运动．2．重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都____，方向总是__________，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度．在地球不同的纬度，g的大小是______．通常的计算可以把g取作9.8 m/s2，粗略计算可以取作______．3．自由落体运动的速度公式：vt＝__．4．自由落体运动的位移公式：s＝_____．
体验 2．(1)自由落体运动是竖直向下的匀加速直线运动．( )(2)自由落体加速度的方向都是竖直向下的．( )(3)重力加速度在任何地点都是9.8 m/s2．( )(4)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为它们所受的________不同．[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)空气阻力
关键能力·情境探究达成
考点1 影响物体下落快慢的因素
考点2 自由落体运动的规律
考点3 重力加速度的测定
从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．两位同学合作，用刻度尺可以测量人的反应时间：如图(1)所示，甲捏住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺，若乙做握尺准备时，手指位置如图(2)所示，而握住尺的位置如图(3)所示．请探究：(1)要测乙同学的反应时间应测量出什么量？(2)应用哪个公式来计算，乙同学的反应时间约为多少？
考点1 影响物体下落快慢的因素1．两个截然相反的结论伽利略指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头的下落速度为8v，小石头的下落速度为4v.由这一观点出发，当我们把两块石头拴在一起时，对于下落快慢就有两种结论：结论一：下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖下而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8v而大于4v；结论二：两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，其下落的速度比任何一个物体都要快，速度应该大于8v.
2．实验与探究如图所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题：A.质量相等的纸片和纸团 B．体积相等的铅球和木球
图A 现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地．解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，可以看成是自由落体运动．图B 现象：质量不等的铅球和木球，同时从同一高度由静止释放，它们同时落地．
解释：铅球和木球受到的空气阻力都可以忽略，它们的运动都可以看成是自由落体运动，所以同时落地．结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关．伽利略的观点正确．
【典例1】 甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球(一个为实心球，一个为空心球)，结果甲同学看到两球不是同时落地的．他分析了两球未能同时落地的原因，你认为他的下列分析正确的是( )A．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小B．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大C．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力D．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小
思路点拨：空气阻力与重力大小关系影响下落快慢，重的下落快．C [两球形状完全相同，在下落过程中所受空气阻力近似相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正确．]
规律方法 物体下落的规律(1)两物体在真空中或阻力可以忽略的空气中下落时，它们下落得同样快．(2)两物体在阻力不能忽略的空气中下落时，空气阻力比其重力更小的物体下落得快．
[跟进训练]1．16世纪末，意大利比萨大学的年轻学者伽利略通过逻辑推理的方法，使亚里士多德统治人们2 000多年的理论陷入困难，伽利略的猜想是( )A．重的物体下落得快B．轻的物体下落得快C．轻、重两物体下落得一样快D．以上都不是C [伽利略认为物体在下落运动过程中运动情况与物体的质量无关，故C正确．]
2．关于自由落体运动的几个比例关系式及推论(1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，…，第n s末速度之比为1∶2∶3∶…∶n；(2)前1 s内，前2 s内，前3 s内，…，前n s内的位移之比为1∶4∶9∶…∶n2；(3)连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n－1)；
角度1 自由落体加速度【典例2】 (多选)关于重力加速度的下列说法正确的是( )A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C.在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
BCD [重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，A错误，B正确；在地球表面同一地点同一高度，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，C、D正确．]
规律方法 对自由落体加速度的理解(1)产生原因：地球上的物体受到地球的吸引力．(2)大小：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关．(3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，因此各处的重力加速度的方向是不同的．
角度2 自由落体运动规律的应用【典例3】 从离地面80 m的空中自由下落一个小球，g取10 m/s2，求：(1)经过多长时间小球落地；(2)自开始下落时计时，在第1 s内和最后1 s内的位移．思路点拨：①小球自由下落的总高度为80 m.②小球在最后1 s内的位移为总位移与前(t－1)s内的位移之差．
[答案] (1)4 s (2)5 m 35 m
规律方法 应用自由落体运动规律解题的思路和方法(1)首先将题目中的日常生活信息进行加工处理，选择有用的已知信息，排除干扰因素．(2)在分析信息的基础之上进行科学的模型抽象，建立物理模型，将实际问题转化为理想的物理过程．(3)根据已知条件和自由落体运动模型遵循的物理规律，选择准确的物理公式列方程，代入数值求解．
[一题多变]在上题中，试求下落时间为总时间一半时的位移．
[跟进训练]2．(角度1)下列说法正确的是( )A．重的物体的g值大B．g值在地面任何地方一样大C．g值在赤道处大于南北两极处D．同一地点的不同质量的物体g值一样大D [自由落体运动的加速度g是由重力产生的，重力加速度与物体的质量无关，故A错误；地面的物体的重力加速度受纬度和海拔的影响，纬度越高重力加速度越大，赤道处小于南北两极处的重力加速度，故B、C错误；同一地点轻重物体的g值一样大，D正确．]
3．(角度2)甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落体运动，同时落地．下列表示这一过程的位移—时间图像和速度—时间图像中正确的是( )
A B
C D
D [甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落体运动，则运动时间不同，高度高的，位移大，运动时间长，但同时落地，说明高度高的先释放，故A、B错误；都做自由落体运动，加速度相同，则v-t图像的斜率相同，运动时间不等，故C错误，D正确．故选D.]
考点3 重力加速度的测定1．利用打点计时器测重力加速度(1)按图示连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端．(2)安装打点计时器时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(3)应选用质量和密度较大的重物．增大重力可使阻力的影响相对减小；增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．(4)先接通电路再放开纸带，打完一条纸带后立刻断开电源．(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度．
2．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置．
【典例4】 (2022·广东茂名高一期中)某同学用如图所示的装置测定重力加速度．
(1)电火花计时器的工作电压为________V，它使用________(填“交流”或“直流”)电源，当电源频率是50 Hz时，它每隔________s打一次点．[答案] 220 交流 0.02
(2)打出的纸带如图所示，实验时纸带的________端应和重物相连接．(选填“甲”或“乙”)[解析] 重物拖着纸带运动，速度越来越大，在相等时间内的位移越来越大，所以实验时纸带的乙端应与重物相连．[答案] 乙
(3)由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字).[答案] 9.60
(4)当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的可能原因：___________________________________________________________________________________________.[解析] 物体下落时会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦等，都会影响测量结果．[答案] 空气阻力的影响、摩擦阻力的影响、数据的测量……
规律方法 测量重力加速度问题的两点提醒(1)用打点计时器测出的重力加速度可能比实际值偏小，因为重物在带动纸带通过计时器下落时要受阻力作用．(2)频闪照相法测重力加速度实验中，照片上的距离不是实际距离，应将其还原成小球下落的实际距离(或照相时在物体旁放一标尺).
[跟进训练]4．(2022·黄冈高一期中)如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图，他进行了如下操作：他先安装好电磁打点计时器，打点计时器两个接线头与6 V、50 Hz交流电源相连，将纸带固定上重锤，并穿过打点计时器的限位孔，用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置，松开夹子后迅速接通电源打点，之后将打好点的纸带取下准备处理数据．
A B C D乙(1)上述操作中不当之处有______(填正确答案标号).A．打点计时器接在低压电源上了B．打点计时器安装位置过高，使重锤初始位置离打点计时器太远C．先放纸带后接通电源[解析] 电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故A正确；释放纸带时，使重锤初始位置靠近打点计时器，故B错误；先接通电源，后释放纸带，故C错误．[答案] BC
(2)小格同学按照正确的操作得到了一条较为理想的纸带，选择某一点为0，依次每隔四个打印点取一个计数点编号为1、2、3、4、5…，由于不小心，纸带被撕断了，如图乙所示．请在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是________(填正确答案标号).[解析] 相邻相等时间内的位移之差Δx＝16.48 cm－6.74 cm＝9.74 cm，则4、5点间的距离x45＝x12＋3Δx＝16.48 m＋9.74×3 cm＝45.70 cm，故D正确．[答案] D
(3)依据小格打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s2．(结果保留三位有效数字)[答案] 9.74
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)小红同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出下列四种运动情况进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律( )
AD [月球上为真空，羽毛和铁锤下落过程中只受重力作用，v0＝0，故它们的运动符合自由落体运动，A正确；B、C两项中运动员在运动过程中所受空气阻力和水的阻力都不能忽略，故其运动不符合自由落体运动规律，B、C错误；D项中瀑布从山涧下落时空气阻力可以忽略，v0近似为零，故可看作自由落体运动，D正确．]
2．下列v-t图像，能反映自由落体运动的是( )A B C DD [由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以速度v＝gt，D项正确．]
3．(多选)甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是( )A．甲比乙先着地B．甲比乙的加速度大C．甲与乙同时着地D．甲与乙的加速度一样大[答案] CD
4．(新情境题，以“月球上宇航员的闪光照片”为背景，考查g的测定)登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由下落的小球拍照，所拍的闪光照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则月球表面的重力加速度为_______m/s2(保留两位有效数字).
其中T＝0.05 s，s6＋s5＋s4＝7.20 cm－1.80 cm＝5.40 cms1＋s2＋s3＝1.80 cm代入数据得a＝1.6 m/s2．[答案] 1.6
回归本节知识，自我完成以下问题：1．自由落体运动的条件是什么？提示：①只受重力；②从静止开始下落．2．在地球上的不同位置，g一定不同吗？提示：不一定．3．自由落体运动的基本规律和速度—位移关系式分别是什么？
阅读材料·拓展物理视野
亚里士多德的落体理论古代的落体研究的代表人物是亚里士多德(Aristtle，公元前384—公元前322).亚里士多德的研究一开始就是动力学的．这些动力学研究的根据是从经验中归纳出的直觉，并结合了教学的推导．亚里士多德得到了两个定律，即强迫运动定律和落体运动定律．
亚里士多德认为影响物体下落运动快慢的因素有两个：(1)运动所通过的媒质不同(如通过水或土或空气)；(2)运动物体自身轻或重的程度不同．为此，亚里士多德得到的落体运动定律是：“如果运动的其他条件相同的话，物体下落的时间与它们自身的重量成反比，如一物体的重量是另一物体的两倍，则在同一媒质中重物下落只用轻物下落一半的时间．”遗憾的是，亚里士多德的两条定律都是错的．为了建立新的力学理论体系，必须要破除亚里士多德的力学理论和他的权威，而亚里士多德运动学是其理论体系的一个最关键的部分．
应该看到，亚里士多德的理论体系是有合理的地方，它注意到直接经验的作用，直接经验为理论解释提供了一定基础，而它在经典哲学中的地位也是非常牢固的．所以，破除亚里士多德的落体运动理论除了具有解放思想的意义之外，对建立新的运动理论也具有重要意义．
必备知识·自主预习储备
知识点一 影响物体下落快慢的因素1．亚里士多德认为，重的物体下落__，轻的物体下落__，并断言物体下落快慢由它们的____决定．2．伽利略推断出，重的物体不会比轻的物体下落得__．我们通过实验可以初步看出：物体下落快慢与物体的轻重____．3．牛顿管内物体的下落运动：实验结果表明，牛顿管内有空气时，金属片和羽毛下落的快慢____；被抽去部分空气时，它们下落的快慢比较____，被抽去的空气越多，它们下落的快慢越接近；当把牛顿管中空气全部抽去后，它们下落的快慢就完全____了．提醒 没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重力作用，下落的快慢相同．
体验 1．(1)伽利略认为物体越重，下落得越快．( )(2)亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关．( )(3)牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同．( )(4)石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力．( )[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
知识点二 自由落体运动及规律1．自由落体运动定义：物体________作用下从____开始下落的运动．2．重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都____，方向总是__________，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度．在地球不同的纬度，g的大小是______．通常的计算可以把g取作9.8 m/s2，粗略计算可以取作______．3．自由落体运动的速度公式：vt＝__．4．自由落体运动的位移公式：s＝_____．
体验 2．(1)自由落体运动是竖直向下的匀加速直线运动．( )(2)自由落体加速度的方向都是竖直向下的．( )(3)重力加速度在任何地点都是9.8 m/s2．( )(4)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为它们所受的________不同．[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)空气阻力
关键能力·情境探究达成
考点1 影响物体下落快慢的因素
考点2 自由落体运动的规律
考点3 重力加速度的测定
从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．两位同学合作，用刻度尺可以测量人的反应时间：如图(1)所示，甲捏住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺，若乙做握尺准备时，手指位置如图(2)所示，而握住尺的位置如图(3)所示．请探究：(1)要测乙同学的反应时间应测量出什么量？(2)应用哪个公式来计算，乙同学的反应时间约为多少？
考点1 影响物体下落快慢的因素1．两个截然相反的结论伽利略指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头的下落速度为8v，小石头的下落速度为4v.由这一观点出发，当我们把两块石头拴在一起时，对于下落快慢就有两种结论：结论一：下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖下而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8v而大于4v；结论二：两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，其下落的速度比任何一个物体都要快，速度应该大于8v.
2．实验与探究如图所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题：A.质量相等的纸片和纸团 B．体积相等的铅球和木球
图A 现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地．解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，可以看成是自由落体运动．图B 现象：质量不等的铅球和木球，同时从同一高度由静止释放，它们同时落地．
解释：铅球和木球受到的空气阻力都可以忽略，它们的运动都可以看成是自由落体运动，所以同时落地．结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关．伽利略的观点正确．
【典例1】 甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球(一个为实心球，一个为空心球)，结果甲同学看到两球不是同时落地的．他分析了两球未能同时落地的原因，你认为他的下列分析正确的是( )A．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小B．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大C．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力D．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小
思路点拨：空气阻力与重力大小关系影响下落快慢，重的下落快．C [两球形状完全相同，在下落过程中所受空气阻力近似相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正确．]
规律方法 物体下落的规律(1)两物体在真空中或阻力可以忽略的空气中下落时，它们下落得同样快．(2)两物体在阻力不能忽略的空气中下落时，空气阻力比其重力更小的物体下落得快．
[跟进训练]1．16世纪末，意大利比萨大学的年轻学者伽利略通过逻辑推理的方法，使亚里士多德统治人们2 000多年的理论陷入困难，伽利略的猜想是( )A．重的物体下落得快B．轻的物体下落得快C．轻、重两物体下落得一样快D．以上都不是C [伽利略认为物体在下落运动过程中运动情况与物体的质量无关，故C正确．]
2．关于自由落体运动的几个比例关系式及推论(1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，…，第n s末速度之比为1∶2∶3∶…∶n；(2)前1 s内，前2 s内，前3 s内，…，前n s内的位移之比为1∶4∶9∶…∶n2；(3)连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n－1)；
角度1 自由落体加速度【典例2】 (多选)关于重力加速度的下列说法正确的是( )A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C.在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
BCD [重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，A错误，B正确；在地球表面同一地点同一高度，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，C、D正确．]
规律方法 对自由落体加速度的理解(1)产生原因：地球上的物体受到地球的吸引力．(2)大小：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关．(3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，因此各处的重力加速度的方向是不同的．
角度2 自由落体运动规律的应用【典例3】 从离地面80 m的空中自由下落一个小球，g取10 m/s2，求：(1)经过多长时间小球落地；(2)自开始下落时计时，在第1 s内和最后1 s内的位移．思路点拨：①小球自由下落的总高度为80 m.②小球在最后1 s内的位移为总位移与前(t－1)s内的位移之差．
[答案] (1)4 s (2)5 m 35 m
规律方法 应用自由落体运动规律解题的思路和方法(1)首先将题目中的日常生活信息进行加工处理，选择有用的已知信息，排除干扰因素．(2)在分析信息的基础之上进行科学的模型抽象，建立物理模型，将实际问题转化为理想的物理过程．(3)根据已知条件和自由落体运动模型遵循的物理规律，选择准确的物理公式列方程，代入数值求解．
[一题多变]在上题中，试求下落时间为总时间一半时的位移．
[跟进训练]2．(角度1)下列说法正确的是( )A．重的物体的g值大B．g值在地面任何地方一样大C．g值在赤道处大于南北两极处D．同一地点的不同质量的物体g值一样大D [自由落体运动的加速度g是由重力产生的，重力加速度与物体的质量无关，故A错误；地面的物体的重力加速度受纬度和海拔的影响，纬度越高重力加速度越大，赤道处小于南北两极处的重力加速度，故B、C错误；同一地点轻重物体的g值一样大，D正确．]
3．(角度2)甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落体运动，同时落地．下列表示这一过程的位移—时间图像和速度—时间图像中正确的是( )
A B
C D
D [甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落体运动，则运动时间不同，高度高的，位移大，运动时间长，但同时落地，说明高度高的先释放，故A、B错误；都做自由落体运动，加速度相同，则v-t图像的斜率相同，运动时间不等，故C错误，D正确．故选D.]
考点3 重力加速度的测定1．利用打点计时器测重力加速度(1)按图示连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端．(2)安装打点计时器时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(3)应选用质量和密度较大的重物．增大重力可使阻力的影响相对减小；增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．(4)先接通电路再放开纸带，打完一条纸带后立刻断开电源．(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度．
2．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置．
【典例4】 (2022·广东茂名高一期中)某同学用如图所示的装置测定重力加速度．
(1)电火花计时器的工作电压为________V，它使用________(填“交流”或“直流”)电源，当电源频率是50 Hz时，它每隔________s打一次点．[答案] 220 交流 0.02
(2)打出的纸带如图所示，实验时纸带的________端应和重物相连接．(选填“甲”或“乙”)[解析] 重物拖着纸带运动，速度越来越大，在相等时间内的位移越来越大，所以实验时纸带的乙端应与重物相连．[答案] 乙
(3)由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字).[答案] 9.60
(4)当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的可能原因：___________________________________________________________________________________________.[解析] 物体下落时会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦等，都会影响测量结果．[答案] 空气阻力的影响、摩擦阻力的影响、数据的测量……
规律方法 测量重力加速度问题的两点提醒(1)用打点计时器测出的重力加速度可能比实际值偏小，因为重物在带动纸带通过计时器下落时要受阻力作用．(2)频闪照相法测重力加速度实验中，照片上的距离不是实际距离，应将其还原成小球下落的实际距离(或照相时在物体旁放一标尺).
[跟进训练]4．(2022·黄冈高一期中)如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图，他进行了如下操作：他先安装好电磁打点计时器，打点计时器两个接线头与6 V、50 Hz交流电源相连，将纸带固定上重锤，并穿过打点计时器的限位孔，用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置，松开夹子后迅速接通电源打点，之后将打好点的纸带取下准备处理数据．
A B C D乙(1)上述操作中不当之处有______(填正确答案标号).A．打点计时器接在低压电源上了B．打点计时器安装位置过高，使重锤初始位置离打点计时器太远C．先放纸带后接通电源[解析] 电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故A正确；释放纸带时，使重锤初始位置靠近打点计时器，故B错误；先接通电源，后释放纸带，故C错误．[答案] BC
(2)小格同学按照正确的操作得到了一条较为理想的纸带，选择某一点为0，依次每隔四个打印点取一个计数点编号为1、2、3、4、5…，由于不小心，纸带被撕断了，如图乙所示．请在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是________(填正确答案标号).[解析] 相邻相等时间内的位移之差Δx＝16.48 cm－6.74 cm＝9.74 cm，则4、5点间的距离x45＝x12＋3Δx＝16.48 m＋9.74×3 cm＝45.70 cm，故D正确．[答案] D
(3)依据小格打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s2．(结果保留三位有效数字)[答案] 9.74
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)小红同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出下列四种运动情况进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律( )
AD [月球上为真空，羽毛和铁锤下落过程中只受重力作用，v0＝0，故它们的运动符合自由落体运动，A正确；B、C两项中运动员在运动过程中所受空气阻力和水的阻力都不能忽略，故其运动不符合自由落体运动规律，B、C错误；D项中瀑布从山涧下落时空气阻力可以忽略，v0近似为零，故可看作自由落体运动，D正确．]
2．下列v-t图像，能反映自由落体运动的是( )A B C DD [由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以速度v＝gt，D项正确．]
3．(多选)甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是( )A．甲比乙先着地B．甲比乙的加速度大C．甲与乙同时着地D．甲与乙的加速度一样大[答案] CD
4．(新情境题，以“月球上宇航员的闪光照片”为背景，考查g的测定)登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由下落的小球拍照，所拍的闪光照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则月球表面的重力加速度为_______m/s2(保留两位有效数字).
其中T＝0.05 s，s6＋s5＋s4＝7.20 cm－1.80 cm＝5.40 cms1＋s2＋s3＝1.80 cm代入数据得a＝1.6 m/s2．[答案] 1.6
回归本节知识，自我完成以下问题：1．自由落体运动的条件是什么？提示：①只受重力；②从静止开始下落．2．在地球上的不同位置，g一定不同吗？提示：不一定．3．自由落体运动的基本规律和速度—位移关系式分别是什么？
阅读材料·拓展物理视野
亚里士多德的落体理论古代的落体研究的代表人物是亚里士多德(Aristtle，公元前384—公元前322).亚里士多德的研究一开始就是动力学的．这些动力学研究的根据是从经验中归纳出的直觉，并结合了教学的推导．亚里士多德得到了两个定律，即强迫运动定律和落体运动定律．
亚里士多德认为影响物体下落运动快慢的因素有两个：(1)运动所通过的媒质不同(如通过水或土或空气)；(2)运动物体自身轻或重的程度不同．为此，亚里士多德得到的落体运动定律是：“如果运动的其他条件相同的话，物体下落的时间与它们自身的重量成反比，如一物体的重量是另一物体的两倍，则在同一媒质中重物下落只用轻物下落一半的时间．”遗憾的是，亚里士多德的两条定律都是错的．为了建立新的力学理论体系，必须要破除亚里士多德的力学理论和他的权威，而亚里士多德运动学是其理论体系的一个最关键的部分．
应该看到，亚里士多德的理论体系是有合理的地方，它注意到直接经验的作用，直接经验为理论解释提供了一定基础，而它在经典哲学中的地位也是非常牢固的．所以，破除亚里士多德的落体运动理论除了具有解放思想的意义之外，对建立新的运动理论也具有重要意义．
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