物理多媒体教学课件（含视频）：沪科版必修1 2.2 自由落体运动的规律

课件36张PPT。2.2 自由落体运动的规律1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。3、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析
4、掌握自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。回顾：人们对落体运动的认识过程物体下落快慢不是由轻重来决定的，是空气阻力的原因。
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 “自由”的含义是只受重力、初速度为零。
不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。 物体自由下落的运动有何特点？频闪照相的方法研究物体的自由下落结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动一、自由落体运动
1. 定义: 物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。
2. 特点:⑴v0=0，是加速运动；
⑵只受重力作用；
⑶轨迹是直线。注意：
1.自由落体运动是一种理想化的运动模型，是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
2.自由落体运动的两个基本特征： ①初速度为零
②只受重力
我们常见的物体的自由下落运动不是严格意义上的自由落体运动，因为物体都受到空气阻力的影响。只有在物体所受的空气阻力与物体的重力相比很小，可以忽略不计时，物体的下落才可近似地看作自由落体运动。二、自由落体加速度g（重力加速度）
1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。
2.方向：竖直向下
3.大小：通过多种方法用实验测定，在地球上的不同地方 g不同 用打点计时器来研究自
由落体运动。自由落体加速度g的测定用频闪照相来研究自由落体运动思考：给出两种由频闪照片求重力加速度的方法。说明：重力加速度：g =9.8m/s2 (粗略计算时：g =10m/s2 )
①重力加速度g的方向总是竖直向下的；
②地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的，高度低处g大，高度高处g小；
③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，纬度低处g小，纬度高处g大。一些地点重力加速度的标准数值g/(m/s2)赤道：
g=9.780m/s2北京：
g=9.801m/s2北极：
g=9.832m/s2莫斯科：
g=9.816m/s2三、自由落体运动的速度
根据加速度的定义，
在自由落体运动中，v0=0,a=g
因此，物体下落经过时间t的速度vt=gt
即物体自由下落时其瞬时速度与运动时间成正比四、自由落体运动的位移
1、匀速运动的位移
x=vt公式法v t 图象法结论：
匀速直线运动的位移就是v–t 图线与纵、横 轴所夹的矩形“面积”。面积也有正负,面积为正,表示位移的方向为正方向;面积为负,表示位移的方向为负方向.思考：自由落体运动的位移与它的v－t图象是否也有类似的关系？下图是一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法
估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋0.11×0.1＋1.38×0.1＝ ……学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。点评：
两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。
其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、
0.02 s …… 误差会怎样？ 欢迎大家发表意见。思考2:这个材料中体现了什么科学思想？
科学思想方法：先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想 。----“微元法”刘徽的割圆术2、自由落体运动的位移此科学思想方法能否应用到自由落体运动的v-t图象上？思考3设计方案:从v-t图象中探究自由落体运动的位移自由落体运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示结
论收获：由图可知：三角形OAB的面积S=AB×OA/2
代入各物理量得：
又v=gt
得： 三角形的面积就代表做自由落体运动物体在0到t（此时速度为v）这段时间的位移。自由落体运动的规律
自由落体运动公式应用一 从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫反应时间1.思考一下，测定反应时间的原理是什么？
2.请同学们两人一组亲自动手做一次，测定自己的反应时间。操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中手不能上下移动。
读数：直尺下落的距离h.
处理：根据位移公式h＝gt2/2可计算出直尺下落的时间。
结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。应用二H＝gt2/2测量悬崖、峡谷的高度1.在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度
同时由静止下落，下列说法正确的是（ ）
A.重的石块先落地
B.轻的木块先着地
C.在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和相同的位移
D.两者在下落这段时间内的平均速度相等CD2.一个物体从19.6m高的地方自由下落，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？
解：由公式
物体落地时的速度为
vt=gt=9.8×2.0m/s=19.6m/s3.雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，经过多长时间落到地面？落到地面时的速度是多少？
解：如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自由
落体运动，由公式 得
雨滴落地时的速度为vt=gt=9.8×17.5m/s=171.5m/s讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过8m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。 4.一小球从楼房上空距地面45m高处自由下落，小球经楼顶到地面经历时间为1s，则楼高为多少？（g=10m/s2）解：楼高h=H-H′
设下落H时间为t
由H=gt2/2得t=
由H′=g(t-1)2/2
=10(3-1)2/2 m=20m
h=H-H′=45m-20m=25m自由落体运动的规律 →v＝gt→x=gt2/2→v2 =2gx