利用自由落体运动测量重力加速度 课件 -2023-2024学年高一上学期（中职）物理人教版通用类(共18张PPT)

(课件网) 利用自由落体运动 测量重力加速度 利用自由落体运动 测量重力加速度 一、刻度尺停表法 二、纸带法 三、光电门法 用刻度尺测出水龙头口到盘子的高度差，则每滴水自由落体的位移位为；当听到某一滴水击在盘上的声音时，开启停表计时，并数“1”，以后每听到一次水声，依次数“2、3……”，一直数到“”时按下停表停止计时，读出停表记录的时间，则每滴水自由落体的时间为：；由可知，当地的重力加速为：。 一、刻度尺停表法———方法一（滴水法） 为了减小实验误差，可改变的数值，测出多组和对应的数据，在以为横轴、h为纵轴的平面直角坐标系上描点连线，建立图像，利用图像的斜率（图像与坐标横轴夹角的正切值）可计算出当地的重力加速度。 一、刻度尺停表法———方法一（滴水法） 例1 某同学用“滴水法”测量重力加速度时，利用测得的水龙头到盘的距离和对应的水滴的自由落体运动时间，在以为横轴、 为纵轴的平面直角坐标系上描点连线，画出的图线如图2所示，图上的A、B两点的坐标如图所示。则，当地的重力加速度为（ ） A. ； B. ； C. ； D. 解析：由自由落体运动的位移公式有 ，由此式可知图象的斜率。由直线斜率的定义可知， 。解得： 。 √ 一、刻度尺停表法———方法二 取体积较小的铁球，在距离地面一定高度处无初速释放，则小球从释放到落地的运动可视为自由落体运动。若用刻度尺测出小球自由落体的高度，用停表测出小球自由落体的时间t，则当地的重力加速度为：。 例2 在不久后，中国的航天员将踏上月球的表面。请你替航天员设计一个简单的实验，只用刻度尺和航天员的多功能腕表估测出月球表面的重力加速度。 解析：月球表面没有空气，将物体从距月面一定高度处无初速释放，它将做自由落体。利用刻度尺测出物体自由落体的高度，用腕表的停表功能测出物体自由落体至月面的时间，由公式可算得月球表面的重力加速度为：。 将外表比较光滑的小铁球在距地面一定高度处无初速释放，下落中小球所受空气阻力远小于重力，小铁球的无初速下落可视为自由落体。 二、纸带法 如图3所示装置中，先接通打点计时器的交流电源，再无初速释放重锤，在重锤的下落中，空气对重锤的阻力及纸带的阻力相比于重锤的重力可以忽略不计，它的无初速下落运动可视为自由落体运动。取下某次打出的最初两点间距最接近2 mm（打点开始时刻与落体开始时刻最接近）且点迹清晰的纸带，从纸带上的第一点，逐次标出0、1、2、3……n，确定出计数点。 二、纸带法 设打点计时器打点的时间间隔为，测出的各计数点到0点的距离、、……，就是重锤开始下落后，、、……时间里的位移。利用这些数据由自由落体运动的规律可以计算出当地的重力加速度。 二、纸带法 运用什么方法计算加速度呢？ 以为纵轴，为横轴建立平面直角坐标系，利用所测得的、、……及对应的时间的平方，在坐标平面描点连线，做出重锤的图像，若图像的斜率为，则当地的重力加速度。 二、纸带法———方法一（图像） 由平均速度的定义及自由落体位移公式 可知，落体开始后时间的平均速度为。对比自由落体速度公式，代入可知，自由落体运动物体时刻的速度为：。 二、纸带法———方法二（图像） 代入所测的、、……数据，利用此式可算出重锤开始运动后、、……时刻的速度。若以为纵轴、为横轴建立平面直角坐标系，将所算得的速度及对应时刻，在坐标平面描点连线画出图像，由可知，图像的斜率表示重力加速度。 二、纸带法———方法二（图像） 测出小铁球的直径，在小铁球自由落体的路径上安装两个光电门，测出两光电门中心间的距离。从光电门的正上方无初速释放小铁球，当小铁球通过量光电门时，与其连接的计时器记录的挡光时 ... ...