2.4 自由落体运动（第一课时）课件（53张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.4 自由落体运动（第一课时）课件（53张PPT） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-27 00:00:00 | ||
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文档简介
(共53张PPT)
2.4 自由落体运动
（第一课时）
高中物理/人教版（2019）/必修第一册/第二章第四节
生活中的物体下落现象
亚里士多德
（公元前384年-公元前322年）
伽利略
（1564年-1642年）
他是历史上最多才、最渊博的科学天才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……
——黑格尔
亚里士多德名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”
亚里士多德是古希腊著名的思想家和哲学家，在西方被称为“最博学的人”，古代最伟大的思想家。
——马克思、恩格斯
做一做：观察树叶和石头同时下落
做一做：观察金属片和纸片同时下落
重的物体比轻的物体下落得快！
亚里士多德
（公元前384年-公元前322年）
做一做：观察金属片和纸团同时下落
——重的物体不一定下落得快！
想一想
通过上面的实验，你能得出什么结论？
伽利略
（1564年-1642年）
逻辑推理
结论：重的物体与轻的物体应该
下落得同样快
逻辑推理
伽利略
（1564年-1642年）
想一想
是什么因素对物体下落的快慢产生影响？
做一做：观察纸团和纸片同时下落
如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢？
想一想
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气前
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气中
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气后
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢？
想一想
——如果没有空气阻力的影响，所有物体下落的快慢是相同的。
理想化物理模型
自由落体运动：
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
自由落体运动的条件：只受重力、初速度为 0
近似条件：空气阻力影响很小时，物体的下落
也可近似看作自由落体运动。
如图所示，一个小金属球从离地h高处由静止释放，小球下落一段时间落地．试结合上述现象讨论下面问题．
对自由落体运动的理解和应用
问题
(1)小球的运动性质是什么？
(2)怎样确定小球的落地时间及速度？
2．自由落体加速度——重力加速度
产生原因 由于地球上的物体受到地球的吸引而产生
大小 与物体质量无关，与所处于地球上的位置及距地面的高度有关，在一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2
与纬度 关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小
与高度 关系 在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变
方向 竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的
对自由落体运动的理解
精例1 (多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )
A．一张纸片在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动
B．一个钢球在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动
C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同
D．轻物体和重物体的重力加速度不同
【答案】BC
【解析】
地球表面有空气，纸片受到空气阻力较大，不能忽略，钢球受到的阻力比重力小得多，可以忽略，因此钢球的自由下落可以看成自由落体运动，纸片的自由下落不能看成自由落体运动，A错误，B正确；
重力加速度是矢量，方向竖直向下，在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，重力加速度与物体的质量无关，C正确，D错误．
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
物体下落做匀加速直线运动
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
a1=9.70 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a2=9.67 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a3 = 9.66 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a3=9.66 m/s2
a2=9.67 m/s2
a1=9.70 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
实验测得物体下落的加速度
实验：研究自由落体运动的规律
北京
1．实验仪器——打点计时器
(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹．
(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小．
实验：研究自由落体运动的规律
2．实验步骤
(1)把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源．
(2)把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重物和纸带连接起来，让重物靠近打点计时器．
(3)用手捏住纸带上端，把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点．
(4)重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析．
(2)v－t图像法
根据纸带，求出各时刻的瞬时速度，作出v－t图像，求出该v－t图像的斜率k，则k＝a．
这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，有效地减少偶然误差．
4．注意事项
(1)应选用质量和密度较大的重物．增大重物的重力可使阻力的影响相对减小．
(2)打点计时器应竖直放置，以减小阻力．
(3)重物应从靠近打点计时器处释放，要先接通打点计时器的电源，再释放纸带．
精例5 某同学用图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示．
甲
乙
从数据处理方法看，在x1，x2，x3，x4，x5，x6中，对实验结果起作用的，方法A中有________；方法B中有______________________．因此，选择方法________(填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的______ (填“系统”或“偶然”)误差．本实验误差的主要来源有_________________________________________．(试举出两条即可)
【答案】x1、x6 x1、x2、x3、x4、x5、x6 B 偶然 阻力，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等
不同物体做自由落体运动，它们的加速度大小具有怎样的关系呢？
想一想
——它们的加速度值应当是相同的
推理、实验
大量的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。
重力加速度的方向竖直向下
小结
1. 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。
2. 实际问题中，同一地点不同物体下落的加速度不同往往是因为它们各自受到了阻力的影响。
3. 当阻力的影响可以忽略时，实际的物体下落也可以近似当成自由落体运动来处理。
2.4 自由落体运动
（第一课时）
高中物理/人教版（2019）/必修第一册/第二章第四节
生活中的物体下落现象
亚里士多德
（公元前384年-公元前322年）
伽利略
（1564年-1642年）
他是历史上最多才、最渊博的科学天才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……
——黑格尔
亚里士多德名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”
亚里士多德是古希腊著名的思想家和哲学家，在西方被称为“最博学的人”，古代最伟大的思想家。
——马克思、恩格斯
做一做：观察树叶和石头同时下落
做一做：观察金属片和纸片同时下落
重的物体比轻的物体下落得快！
亚里士多德
（公元前384年-公元前322年）
做一做：观察金属片和纸团同时下落
——重的物体不一定下落得快！
想一想
通过上面的实验，你能得出什么结论？
伽利略
（1564年-1642年）
逻辑推理
结论：重的物体与轻的物体应该
下落得同样快
逻辑推理
伽利略
（1564年-1642年）
想一想
是什么因素对物体下落的快慢产生影响？
做一做：观察纸团和纸片同时下落
如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢？
想一想
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气前
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气中
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
抽气后
做一做：观察轻重不同物体的下落快慢
如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢？
想一想
——如果没有空气阻力的影响，所有物体下落的快慢是相同的。
理想化物理模型
自由落体运动：
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
自由落体运动的条件：只受重力、初速度为 0
近似条件：空气阻力影响很小时，物体的下落
也可近似看作自由落体运动。
如图所示，一个小金属球从离地h高处由静止释放，小球下落一段时间落地．试结合上述现象讨论下面问题．
对自由落体运动的理解和应用
问题
(1)小球的运动性质是什么？
(2)怎样确定小球的落地时间及速度？
2．自由落体加速度——重力加速度
产生原因 由于地球上的物体受到地球的吸引而产生
大小 与物体质量无关，与所处于地球上的位置及距地面的高度有关，在一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2
与纬度 关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小
与高度 关系 在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变
方向 竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的
对自由落体运动的理解
精例1 (多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )
A．一张纸片在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动
B．一个钢球在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动
C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同
D．轻物体和重物体的重力加速度不同
【答案】BC
【解析】
地球表面有空气，纸片受到空气阻力较大，不能忽略，钢球受到的阻力比重力小得多，可以忽略，因此钢球的自由下落可以看成自由落体运动，纸片的自由下落不能看成自由落体运动，A错误，B正确；
重力加速度是矢量，方向竖直向下，在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，重力加速度与物体的质量无关，C正确，D错误．
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
物体下落做匀加速直线运动
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
实验：研究自由落体运动的规律
a1=9.70 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a2=9.67 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a3 = 9.66 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a3=9.66 m/s2
a2=9.67 m/s2
a1=9.70 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
实验测得物体下落的加速度
实验：研究自由落体运动的规律
北京
1．实验仪器——打点计时器
(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹．
(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小．
实验：研究自由落体运动的规律
2．实验步骤
(1)把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源．
(2)把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重物和纸带连接起来，让重物靠近打点计时器．
(3)用手捏住纸带上端，把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点．
(4)重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析．
(2)v－t图像法
根据纸带，求出各时刻的瞬时速度，作出v－t图像，求出该v－t图像的斜率k，则k＝a．
这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，有效地减少偶然误差．
4．注意事项
(1)应选用质量和密度较大的重物．增大重物的重力可使阻力的影响相对减小．
(2)打点计时器应竖直放置，以减小阻力．
(3)重物应从靠近打点计时器处释放，要先接通打点计时器的电源，再释放纸带．
精例5 某同学用图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示．
甲
乙
从数据处理方法看，在x1，x2，x3，x4，x5，x6中，对实验结果起作用的，方法A中有________；方法B中有______________________．因此，选择方法________(填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的______ (填“系统”或“偶然”)误差．本实验误差的主要来源有_________________________________________．(试举出两条即可)
【答案】x1、x6 x1、x2、x3、x4、x5、x6 B 偶然 阻力，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等
不同物体做自由落体运动，它们的加速度大小具有怎样的关系呢？
想一想
——它们的加速度值应当是相同的
推理、实验
大量的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。
重力加速度的方向竖直向下
小结
1. 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。
2. 实际问题中，同一地点不同物体下落的加速度不同往往是因为它们各自受到了阻力的影响。
3. 当阻力的影响可以忽略时，实际的物体下落也可以近似当成自由落体运动来处理。