物理人教版（2019）必修第一册2.4 自由落体运动（共23张ppt）

(共23张PPT)
第二章 匀变速直线运动的研究
第4节 自由落体运动（1）
思考1：从物理学的角度，上述运动有哪些共同特征？
初速度为零
加速运动
竖直向下
受重力、阻力作用
情境与思考
直线运动
思考2：不同的物体下落的快慢是否相同？
古希腊——亚里士多德
物体越重，下落越快
意大利——伽利略
逻辑证明：84推论
矛盾
将近代物理推上了历史的舞台
思考3：什么原因导致不同物体下落快慢不同呢？
实验1：纸团实验
空气阻力的影响
结论1：
步骤：①取两张相同的纸，一张揉成纸团，另一张平铺
②一只手拿纸团，另一只手拿平铺的纸
③双手举到相同的高度同时释放
结论2：
如果没有阻力作用，不同物体的下落运动情况都相同
思考3：如果排除空气阻力的影响，将会如何？
实验2：牛顿管实验
有空气
几乎没有空气
1. 定义：
2. 条件：
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
①只受重力
3. 性质：
初速度为零的 加速直线运动
探究自由落体运动的性质
匀？
（真空）
（理想）
有空气：
请你设计一个实验方案~
自由落体运动
空气阻力相对较小时可以忽略，近似为自由落体运动
②v0 = 0
v - t图象法
v - t图象为倾斜直线
Δx = 恒量
Δx = aT2
x - t图象法
x - t图象为抛物线
自由落体运动
1. 定义：
2. 条件：
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
①只受重力
3. 性质：
初速度为零的 加速直线运动
匀？
（真空）
（理想）
②v0 = 0
探究自由落体运动的性质
1. 定义：
2. 特点：
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
（1）只受重力 （2）v0 = 0
3. 性质：
初速度为零的匀加速直线运动
4. 加速度：
重力加速度g
随纬度升高，重力加速度增大
竖直向下
方向：
地心
自由落体运动
（真空）
（理想）
一般取g = 9.8m/s2
大小：
一般取g = 9.8m/s2
5. 运动规律：
大小：
思考：对于自由落体运动，时间等分比例和位移等分比例还适用吗？
自由落体运动
1. 定义：
2. 特点：
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
（1）只受重力 （2）v0 = 0
3. 性质：
初速度为零的匀加速直线运动
4. 加速度：
重力加速度g
竖直向下
方向：
（真空）
（理想）
速度：
高度
高度差：
对初速度为0的匀变速直线运动：
时间等分模型
1. 初速度为0的匀变速直线运动，以T为时间单位，
则1T末、2T末、3T末…的瞬时速度之比为：
2. 初速度为0的匀变速直线运动，以T为时间单位，
则1T内、2T内、3T内…的位移之比为：
3. 初速度为0的匀变速直线运动，以T为时间单位，
则第一个T内、第二个T内、第三个T内…的位移之比为：
… …
… …
… …
（）
（）
（）
v
t
T
2T
3T
O
v1
v2
v3
v0
4. 初速度为0的匀变速直线运动，
通过1、2、3…的位移所用的时间之比：
5. 初速度为0的匀变速直线运动，
通过第一个、第二个、第三个…的位移所用的时间之比：
… …
… …
（
）
（
）
对初速度为0的匀变速直线运动：
位移等分模型
一般取g = 9.8m/s2
5. 运动规律：
大小：
例1. 一个物体从45m高处自由下落（空气阻力不计），取g=10m/s2，求物体下落所用的时间？
自由落体运动
1. 定义：
2. 特点：
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
（1）只受重力 （2）v0 = 0
3. 性质：
初速度为零的匀加速直线运动
4. 加速度：
重力加速度g
竖直向下
方向：
（真空）
（理想）
速度：
高度
高度差：
v0
-v0
vt
-vt
① 初速度：
② 加速度：
1. 运动性质：
③ 上升到最高点速度：
-g
2. 运动规律：
v0 > 0
a = -g
v
t
O
3. 竖直上抛运动的v-t图像：
k =
竖直上抛运动
初速度v0竖直向上，加速度为g（竖直向下）的匀变速直线运动
v0 ≠ 0
a = -g（通常以v0方向为正方向）
v = 0
v = 0
-g
v0
正
4. 竖直上抛运动的基本特点：
① 上升到最高点的时间：
④上升的最大高度：
②上升与下落的时间 ：
t上
t下
t上
t下
③从抛出点再回抛出点的总时间：
竖直上抛运动
v0
-v0
vt
-vt
-g
v = 0
k =
v
t
O
-g
正
对称
第二章 匀变速直线运动的研究
第4节 自由落体运动（2）
游 戏： 测反应时间
①请一位同学用两个手指捏住木尺顶端
②你用一只手在木尺下部作握住木尺的准备，但手
的任何部位都不要碰到木尺
③当看到那位同学放开手时，你立即握住木尺
④测出木尺降落的高度
⑤根据自由落体运动知识，可以算出你的反应时间
A
A
O
一、延续两千多年的错误
亚里士多德通过观察，得出物体下落快慢由重量决定。
二、伽利略
研究方法：观察——思考（直觉）
研究方法：
① 逻辑推理
矛盾
若：重的物体下落得快,
结论与假设出现了矛盾！
伽利略对自由落体运动的研究
一、延续两千多年的错误
二、伽利略
研究方法：
① 逻辑推理
② 猜想与假设
问题：
困难：
猜想：
物体下落速度是均匀变化的
没有描述运动的概念，
它们的运动具有怎样的规律呢？
假设：
，若，且
，必有
困难：
落体运动时间太短，无法准确测量
突破：
“冲淡”重力，使其加速度减小
如：速度、平均速度、瞬时速度、加速度
，将会推出十分荒谬的结论
（1）
（2）
伽利略对自由落体运动的研究
一、延续两千多年的错误
二、伽利略
研究方法：
① 逻辑推理
② 猜想与假设
③ 实验验证
滴水记时法
伽利略
伽利略对自由落体运动的研究
一、延续两千多年的错误
二、伽利略
研究方法：
① 逻辑推理
② 猜想与假设
③ 实验验证
伽利略对自由落体运动的研究
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，
下表是伽利略手稿中记录的一组实验数据：
常数
一、延续两千多年的错误
二、伽利略
研究方法：
① 逻辑推理
② 猜想与假设
③ 实验验证
④ 合理外推
质量不同小球同一斜面下落，加速度相同
增大斜面倾角，加速度变大
倾角很大，接近落体运动
倾角900，就是自由落体运动！
结论：
自由落体运动是的匀加速直线运动，且所有物体下落的加速度都相同
伽利略对自由落体运动的研究
1.速度：
2.加速度：
3.匀变速直线运动的速度与时间关系：
4.匀变速直线运动的位移与时间关系：
5.匀变速直线运动的位移与速度关系：
6.匀变速直线运动的平均速度求位移：
7.匀变速直线运动的不用初速度求位移：
8.两段连续相等时间间隔的位移差公式：
9.匀变速直线运动的中间位置速度：
10.匀变速直线运动的中间时刻速度：
11.匀变速直线运动中比较9、10大小：
12.初速度为零的匀变速直线运动，以T为时间单位，则1T末、2T末、3T末…的瞬时速度之比为：
13.~ ~ ~ ~ ~，则第一个T内、第二个T内、第三个T内…的位移之比为：
14.~ ~ ~ ~ ~，则1T内、2T内、3T内…的位移之比为：
15.初速度为零的匀变速直线运动，通过第一个 、第二个 、第三个 …的位移所用的时间之比：
16.初速度为零的匀变速直线运动，通过1 、2 、3 …的位移所用的时间之比：
17.自由落体运动求速度：
18.自由落体运动求下落高度（3个）：
19.自由落体运动两段连续相等时间间隔的下落高度差：
同学们，下课！