2.4自由落体运动-2021-2022学年高一物理优选课件（人教版2019必修第一册）（ 32 张PPT）

(共32张PPT)
2.4
自由落体运动
亚里士多德（希腊语：Αριστοτ?λη?，Aristotélēs，前384年－前322年3月7日），古希腊哲学家，柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。
观点：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。他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间，大家都奉为经典。
伽利略·伽利莱（Galileo
Galilei，1564年2月15日－1642年1月8日），意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家，科学革命中的重要人物。
观点：然而在一千五百年多年以后，伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑，他认为重量不同的球在下落时同时落地，下落的速度与重量无关。
假设重的物体下落快：
V=4m/s
V=8m/s
V<8m/s
结论：重的物体反而下落的慢了
矛盾
伽利略在《两种新科学的对话》一书中曾经做出过这样的论断：
问题1:物体下落的快慢是否与物体的质量有关？
实验1：黑板擦和纸片同时从同一高度由静止释放,谁下落的快?
实验2：同质量的纸团和纸片同时从同一高度由静止释放,谁下落的快?
结论2:影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用。
探究一：影响物体下落快慢的因素
结论1:物体下落的快慢与质量无关。
现象:
。
结论:
。
牛顿管：抽气后，就排除了
空气阻力的影响
实验3:
在没有空气阻力情况下，物体下落快慢怎样？
没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落得一样快。
同时落地（下落得一样快）
一、自由落体运动
1.定义：物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
2.条件：①只受重力作用；②从静止开始
3.如果实际问题中，空气阻力与其重力相比很小，可以忽略，则物体的下落也可近似看作自由落体运动。
打点计时器
纸带
夹子
重物
探究二：自由落体运动是一个怎样的直线运动？
步骤：
仪器：铁架台、重锤、夹子、纸带、打点计时器、交流电源、刻度尺
1.将计时器竖直固定在铁架台上
2.竖直提起纸带，使重物靠近计时器下端
3.先打开打点计时器，再松开纸带
4.关闭电源，取下纸带
5.更换重物，重复另打一条纸带
位置
1
2
3
4
时间(s)
0.02
0.04
0.06
0.08
速度（m/s）
结论：自由落体运动是一个初速度为零的匀变速直线运动。
你从表中能发现什么规律？
1.地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，赤道处重力加速度g值较小，南北极重力加速度g值较大。
2.一般取值g=9.8m/s2，有时有特别说明g10m/s2，重力加速度的方向竖直向下。
结论：
二、自由落体运动的规律
V0=0
a=g
x=h
动手小游戏：你能拿住笔吗？
思考：为什么拿不住笔？
通常人的反应时间大于1/7s
分析：看到释放动作
大脑
手脚
1/7s时间内下落的高度：
h=gt2/2≈10cm
是否可以用一把刻度尺测一下你的反应时间，
测完后大家可以比较一下谁反应快？
1．如图所示为一个长约1.5
m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察金属片和小羽毛下落情况，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落得一样快
B．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动
C．玻璃筒里的空气被抽出后，金属片和小羽毛下落得一样快
D．玻璃筒里的空气被抽出后，金属片比小羽毛下落得快
C
2．甲物体的质量是乙物体的3倍，它们同时从同一地点由静止下落，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．甲比乙先着地
B．下落过程中，甲比乙的加速度大
C．着地时，甲比乙速度大
D．下落过程中，两者始终有相同的位移
D
3．一个物体从塔顶下落，在到达地面前最后2s内通过的位移是整个过程位移的5/9。
取g=10m/s2，则（　　）
A．塔高是80m
B．下落时间为5s
C．最后1s的初速度为55m/s
D．最后1s内的平均速度55m/s
D
4．下列v-t图像中，表示物体做自由落体运动的是（　　）
B
5．一个小球做自由落体运动，它的下落高度足够，g=10m/s2，关于这个小球的运动情况，下列说法中正确的是（　　）
A．小球在前2s内的平均速度为15m/s
B．小球在第2s内的下落高度为20m
C．小球在前1s内、前2s内、前3s内的平均速度之比是1：2：3
D．小球在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1：4：9
C
6．小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄小球位置如图中1、2、3、4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖厚度为d。则可知小球（　　）
A．在位置“1”是小球的初始位置
B．下落过程中的加速度大小约为
C．经过位置4时瞬时速度大小约为
D．从位置2到位置4的过程中平均速度大小约为
C
T
T
T
求：第1T末，第2T末，第3T末，...，第nT末速度
第1T末，第2T末，第3T末，...，第nT末速度之比
aT
a2T
a3T
anT
三、初速度为零的匀加速直线运动——等分运动时间
前1T内、前2T内、前3T内……前nT内的位移
前1T内、前2T内、前3T内……前nT内的位移之比
T
T
T
xI
xII
xIII
T
T
T
x1
第一个T内、第二个T内、第三个T内…第n个T内的位移
x2
x3
xII
xI
xIII
第一个T内、第二个T内、第三个T内…第n个T内的位移之比：
通过1x末、2x末、3x末…nx末的瞬时速度
x
x
x
通过1x末、2x末、3x末…nx末的瞬时速度之比
四、初速度为零的匀加速直线运动——等分运动位移
x
x
x
求位移为x、2x、3x…nx所用时间
求位移为x、2x、3x…nx所用时间之比：
x
x
x
通过第一个x、第二个x、第三个x…第n个x所用时间
通过第一个x、第二个x、第三个x…第n个x所用时间之比
7．2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器（如图）在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米。潜水器从海平面由静止开始向下做匀加速直线运动的过程中，第1个3s、第2个3s和第4个3s内的位移大小之比为（　　）
A．1:4:25
B．1:3:7
C．1:9:49
D．1:3:9
B
8．有关自由落体运动，下列说法正确的是（　　）
A．开始运动后，连续三个相等位移所需的时间之比为1：3∶5
B．开始运动后，任意连续三个相等时间间隔内的位移之比为1∶4∶9
C．开始运动后，连续三个1s末的速度之比为1∶（
-1）∶（
-
）
D．开始运动后，第2秒末、第4秒末、第6秒末的速度之比为1∶2∶3
D
9．某高铁列车从邢台东站由静止启动做匀加速直线运动，一工作人员站在站台上与第一节车厢的前端对齐。已知列车各节车厢的长度相同，各车厢间的间隙不计，若第四节车厢经过工作人员的时间为t0，则第一节车厢经过他的时间为（　　）
A
A．
B．
C．
D．
10．如图，光滑斜面AE被分成长度相等的四段，一个物体由A点静止释放后做匀加速直线运动，下面结论中正确的是（　　）
A．经过每一部分时，其速度增量均相同
B．物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比为
C．物体到达B、C、D、E各点的速度大小之比为
D．若该物体从A点运动到E点共用时4秒，则物体在第一秒末的速度等于B点速度
C
11．如图所示，珠港澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥，标记为a、b、c、d、e，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t。（　　）
A．通过bc段的时间也为t
B．通过ae段的时间为2t
C．汽车通过bcde的速度之比为1︰2︰3︰4
D．汽车通过bcde的速度之比为
BD
12．完全相同的三块木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度v，水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，且穿过第三块木块后速度恰好为零，则（　　）
A．若子弹穿过第一块木块时的速度为v1，子弹穿过第二块木块时的速度为v2，
则
B．若子弹在三块木块中运动的时间间隔分别为t1，t2，t3，则
C．子弹穿出第二块木块的瞬时速度v2与全程的平均速度v相等
D．子弹在木块的速度是随位移均匀减小
B
13．如图，长度之比为1:2的A、B两本块并排固定在水平地面上，一颗子弹以速度v0水平射入。若子弹在木块中做匀减速运动且穿过B木块后速度恰好为零，则（　　）
A．穿过A、B木块所用时间之比为
B．穿过A、B木块所用时间之比为
C．射入A、B木块时的速度之比为3:2
D．射入A、B木块时的速度之比为
BD