2.4 自由落体运动课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.4 自由落体运动课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共22张PPT) |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-02 00:00:00 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第
节
4
自由落体运动
第二章
站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？
在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？
结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？
1.轻重不同的物体从同一地点同一高度下落,哪个物体落得快？
2.一纸片下落,与一支笔下落,看到笔下落快,能否说重物落得快？
3.如何说明在没有空气阻力的情况下,轻重物体落得一样快？
重的物体下落得快
轻的物体下落得慢
猜 想
逻辑的力量
V12>8
V1=8
V2=4
4亚里士多德
伽利略
历史的争论!
重物和轻物同时落地
实验+数学
观察+直觉
重物比轻物下落的快
问题1：落体运动的快慢与什么有关？
器材：两张纸
实验探究一：
结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）
器材：两张纸（轻的一张揉成团）
结论：轻的物体下落得快。
问题2：重的物体一定下落得更快吗？
实验探究二：
问题3：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？
器材：真空实验室
结论：没有空气阻力，轻重物体下落得一样快
实验探究三：
【综上】 影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。
1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把铁锤子和一根羽毛， 无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。
为了纪念伽利略的伟大贡献，1993年4月8日，来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上44 m高处同时静止释放，用精密电子仪器和摄像机记录，结果发现所有小球几乎同时落地 。
知识点 自由落体运动
自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
条件：①初速度为0；②只受重力作用
实质：初速度为0的匀加速直线运动．
1
实验验证：方法一
打点计时器
纸带
重物
x1
x2
x5
x4
x3
5
4
3
2
1
0
自由落体运动是什么性质的运动？
取点
A
B
C
D
E
F
连续相等时间内的位移（cm)
SⅠ =1.64
SⅡ =2.72
SⅢ =3.81
SⅣ=4.90
SⅤ=5.99
连续相等时间内的位移差（cm)
SⅡ-SⅠ=1.08
SⅢ-SⅡ=1.09
SⅣ-SⅢ=1.09
初速度为零的匀加速直线运动。
规律
SⅤ-SⅣ=1.09
10
2
4
6
8
12
14
16
18
A(0.54cm)
B(2.18cm)
C(4.90cm)
D(8.71cm)
E(13.61cm)
F(19.60cm)
SⅠ
SⅡ
SⅢ
SⅣ
SⅤ
填入实验数据
自由落体频闪照片的拍摄
实验验证：方法二
结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。
实验验证：方法三
智能定位板
v-t图
知识点 自由落体运动的规律
2
自由落体加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．
这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。
自由落体加速度的方向
(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。
(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。
自由落体加速度大小
与所处地球上的位置及距地面的高度有关。
(1)在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/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
(2)在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。
→ v ＝ g t
→ h = g t2
→ v2 = 2 g h
1. 速度与时间关系式 v ＝ a t
2. 位移与时间关系式 x = a t2
3. 位移与速度关系式 v2 = 2 a x
4. 初速度为0的匀加速运动所有特殊规律对自由落体运动均适用。
自由落体运动的规律
自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。
例 一质点从距离地面80 m的高度自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）质点落地时的速度；
（2）下落过程中质点的平均速度；
（3）最后1 s内质点的位移大小。
一 自由落体运动的推论
1.连续相等的时间T内的位移之差。
2.物体在某段时间内的平均速度。
3.若从开始运动的时刻计时，划分相等的时间间隔T，则有以下比例关系
（1）1T末、2T末、3T末…nT末的瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶…=1∶2∶3∶…
（2）1T内，2T内，3T内…nT内的位移之比
x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…
（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内…的位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…=1∶3∶5∶…
4.若从运动起点（初位置）划分连续相等的位移x，则有如下比例关系
①连续相等的位移末的瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶…=1∶∶∶…
推证：由=2gx可直接得到。
②通过连续相等的位移所用时间之比
t1∶t2∶t3∶…=1∶（-1）∶（-）∶…
小结
二 竖直上抛运动
1.概念
将物体以某一初速度v0竖直向上抛出，物体只在重力作用下所做的运动就是竖直上抛运动。竖直上抛运动和自由落体运动一样，都是只在重力作用下的运动，加速度为g，所不同的是竖直上抛运动具有竖直向上的初速度，自由落体运动没有初速度。因此，竖直上抛运动也是匀变速直线运动。
2.竖直上抛运动的性质
初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动（通常规定初速度v0的方向为正方向）。
3.竖直上抛运动的规律
基本公式
推论
4.竖直上抛运动的基本特点
因为在竖直上抛运动中，下落过程的运动是上升过程的逆运动，所以二者具有对称性。
（1）物体上升和下降过程中经过同一位置时速度等大、反向，位移相同。
（2）物体上升和下降过程中经过相同两点间的距离所用时间相等。
5.竖直上抛运动的处理方法
（1）分段法：上升阶段是a=-g、v末=0的匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动。
（2）整体法：将全过程看成初速度为v0、加速度为-g的匀变速直线运动，可直接应用匀变速直线运动的规律，但必须注意方程的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向，则v>0 时正在上升，v<0时正在下降，物体在抛出点的上方时位移x为正，物体在抛出点的下方时位移x为负。
1.如图所示，某同学拿一个长约1.5 m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃筒里。第一次打开开关使管内空气与大气连通，把玻璃筒快速倒置，观察这些物体下落的情况。第二次他把玻璃筒里的空气抽出去，关闭开关，把玻璃筒快速倒置，再次观察物体下落的情况。则以下说法中正确的是（ ）
A.抽气前，金属片和羽毛下落的时间相同
B.抽气后，金属片和羽毛下落的时间相同
C.抽气前和抽气后，羽毛下落均可近似看作自由落体运动
D.抽气后，在赤道和北京分别做该实验，金属片下落的时间相同
B
当堂检测
谢谢！
第
节
4
自由落体运动
第二章
站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？
在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？
结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？
1.轻重不同的物体从同一地点同一高度下落,哪个物体落得快？
2.一纸片下落,与一支笔下落,看到笔下落快,能否说重物落得快？
3.如何说明在没有空气阻力的情况下,轻重物体落得一样快？
重的物体下落得快
轻的物体下落得慢
猜 想
逻辑的力量
V12>8
V1=8
V2=4
4
伽利略
历史的争论!
重物和轻物同时落地
实验+数学
观察+直觉
重物比轻物下落的快
问题1：落体运动的快慢与什么有关？
器材：两张纸
实验探究一：
结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）
器材：两张纸（轻的一张揉成团）
结论：轻的物体下落得快。
问题2：重的物体一定下落得更快吗？
实验探究二：
问题3：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？
器材：真空实验室
结论：没有空气阻力，轻重物体下落得一样快
实验探究三：
【综上】 影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。
1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把铁锤子和一根羽毛， 无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。
为了纪念伽利略的伟大贡献，1993年4月8日，来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上44 m高处同时静止释放，用精密电子仪器和摄像机记录，结果发现所有小球几乎同时落地 。
知识点 自由落体运动
自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
条件：①初速度为0；②只受重力作用
实质：初速度为0的匀加速直线运动．
1
实验验证：方法一
打点计时器
纸带
重物
x1
x2
x5
x4
x3
5
4
3
2
1
0
自由落体运动是什么性质的运动？
取点
A
B
C
D
E
F
连续相等时间内的位移（cm)
SⅠ =1.64
SⅡ =2.72
SⅢ =3.81
SⅣ=4.90
SⅤ=5.99
连续相等时间内的位移差（cm)
SⅡ-SⅠ=1.08
SⅢ-SⅡ=1.09
SⅣ-SⅢ=1.09
初速度为零的匀加速直线运动。
规律
SⅤ-SⅣ=1.09
10
2
4
6
8
12
14
16
18
A(0.54cm)
B(2.18cm)
C(4.90cm)
D(8.71cm)
E(13.61cm)
F(19.60cm)
SⅠ
SⅡ
SⅢ
SⅣ
SⅤ
填入实验数据
自由落体频闪照片的拍摄
实验验证：方法二
结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。
实验验证：方法三
智能定位板
v-t图
知识点 自由落体运动的规律
2
自由落体加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．
这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。
自由落体加速度的方向
(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。
(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。
自由落体加速度大小
与所处地球上的位置及距地面的高度有关。
(1)在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/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
(2)在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。
→ v ＝ g t
→ h = g t2
→ v2 = 2 g h
1. 速度与时间关系式 v ＝ a t
2. 位移与时间关系式 x = a t2
3. 位移与速度关系式 v2 = 2 a x
4. 初速度为0的匀加速运动所有特殊规律对自由落体运动均适用。
自由落体运动的规律
自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。
例 一质点从距离地面80 m的高度自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）质点落地时的速度；
（2）下落过程中质点的平均速度；
（3）最后1 s内质点的位移大小。
一 自由落体运动的推论
1.连续相等的时间T内的位移之差。
2.物体在某段时间内的平均速度。
3.若从开始运动的时刻计时，划分相等的时间间隔T，则有以下比例关系
（1）1T末、2T末、3T末…nT末的瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶…=1∶2∶3∶…
（2）1T内，2T内，3T内…nT内的位移之比
x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…
（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内…的位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…=1∶3∶5∶…
4.若从运动起点（初位置）划分连续相等的位移x，则有如下比例关系
①连续相等的位移末的瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶…=1∶∶∶…
推证：由=2gx可直接得到。
②通过连续相等的位移所用时间之比
t1∶t2∶t3∶…=1∶（-1）∶（-）∶…
小结
二 竖直上抛运动
1.概念
将物体以某一初速度v0竖直向上抛出，物体只在重力作用下所做的运动就是竖直上抛运动。竖直上抛运动和自由落体运动一样，都是只在重力作用下的运动，加速度为g，所不同的是竖直上抛运动具有竖直向上的初速度，自由落体运动没有初速度。因此，竖直上抛运动也是匀变速直线运动。
2.竖直上抛运动的性质
初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动（通常规定初速度v0的方向为正方向）。
3.竖直上抛运动的规律
基本公式
推论
4.竖直上抛运动的基本特点
因为在竖直上抛运动中，下落过程的运动是上升过程的逆运动，所以二者具有对称性。
（1）物体上升和下降过程中经过同一位置时速度等大、反向，位移相同。
（2）物体上升和下降过程中经过相同两点间的距离所用时间相等。
5.竖直上抛运动的处理方法
（1）分段法：上升阶段是a=-g、v末=0的匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动。
（2）整体法：将全过程看成初速度为v0、加速度为-g的匀变速直线运动，可直接应用匀变速直线运动的规律，但必须注意方程的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向，则v>0 时正在上升，v<0时正在下降，物体在抛出点的上方时位移x为正，物体在抛出点的下方时位移x为负。
1.如图所示，某同学拿一个长约1.5 m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃筒里。第一次打开开关使管内空气与大气连通，把玻璃筒快速倒置，观察这些物体下落的情况。第二次他把玻璃筒里的空气抽出去，关闭开关，把玻璃筒快速倒置，再次观察物体下落的情况。则以下说法中正确的是（ ）
A.抽气前，金属片和羽毛下落的时间相同
B.抽气后，金属片和羽毛下落的时间相同
C.抽气前和抽气后，羽毛下落均可近似看作自由落体运动
D.抽气后，在赤道和北京分别做该实验，金属片下落的时间相同
B
当堂检测
谢谢！