人教版（2019）必修第一册 2.4 自由落体运动 课件29张
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修第一册 2.4 自由落体运动 课件29张 |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 4.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-23 00:00:00 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
4 自由落体运动
第二章 匀变速直线运动的描述
他的全部作品有47部留存。
他的著作包括天文学、动物学、地理学、
地质学、物理学、解剖学、生理学、
伦理学、心理学、经济学、政治学、
修辞学、美学。
黑格尔：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……
马克思、恩格斯：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.
亚里士多德
观察与思考
结论：重的物体下落得快
亚里士多德：古希腊哲学家，他是很多领域的开拓者。恩格斯曾说“亚里士多德是最博学的人！”
一、历史回顾：
运动会双人十米台: 看到一大一小两位选手跳水，小的先落水。韩乔生不解的问解说嘉宾：“教练，按理说体重大的应该落下来快一些，可是刚才为什么小队员先落水呢 ”
思考：
中央电视台体育解说员韩乔生解说比赛时有一大特点,就是口误造成的奇妙幽默效果,特别是涉及到数字方面,观众将他的一些解说口误总结成《韩乔生语录》。
重的快！
一样快！
跨越时空的对话
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
一、历史回顾：
比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米，从地面到塔顶高55米，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米，对地面的平均压强为497千帕。倾斜角度3.99度，偏离地基外沿2.5米，顶层突出4.5米。1174年首次发现倾斜。
大小铅球同时落地
伽利略的科学实验：
传说中，
一、历史回顾：
若：重的物体下落得快
V12＞8
V1=8
V2=4
4结论与假设出现了矛盾！
伽利略的逻辑推理：思想实验
一、历史回顾：
一、历史回顾：
伽利略的斜面实验
3、斜面实验：冲淡重力、容易测时间
实验结果：
斜面运动是初速为零的匀加速，
角度一定则加速度一定，与轻重无关
实验1:
一小球和一薄纸同时从同一地点下落,谁先着地
问题1：质量相同的两物体下落快慢不同，说明物体下落快慢与什么因素有关？
实验2: 同样重量的纸团和薄纸从同一点同时下落
问题3：如果没有空气阻力的情况下，物体的下落快慢会一样吗？
二：自由落体运动的规律探究
牛顿管实验
结论：在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落一样快。
实验检验：
二：自由落体运动的规律探究
美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把锤子和一根羽毛， 他发现两者同时落地。
二：自由落体运动的规律探究
思考：自由落体运动是怎样的直线运动呢？
猜想：初速为零的匀加速直线运动
实验：
方案1：打点计时器轨迹记录法研究
方案2：频闪照相轨迹记录法研究
方案3：…….
二：自由落体运动的规律探究
方案：打点计时器来研究自由落体运动
打点计时器
纸带
夹子
重物
实验装置：
ΔX=X2-X1=X3-X2=…恒量
二：自由落体运动的规律探究
1、是匀速还是变速？
2、是匀加速还是变加速？
3、如何计算自由落体运动的加速度
三.自由落体运动的加速度 ——重力加速度
小结
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，叫做自由落体运动。
2、条件：（1）只受重力作用
（2）初速度为 0
二、自由落体运动的性质:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度也叫重力加速度
大小： 通常取g=9.8m/s2；方向：竖直向下。
四、自由落体运动的规律
四.巩固练习
例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加
速直线运动
C、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
D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体静止开始
下落的运动可看作自由落体运动
BCD
例2、一个物体从20m高的地方自由下落,到达地面时速度是多大？ 这个过程需要多长时间？
四.巩固练习
例3、从离地面125m高的空中由静止释放一小球，小球自由下落，g=10m/s2，求：
（1）小球经过多长时间落到地面；
（2）自开始下落计时，小球最后1s内的位移大小。
四.巩固练习
例4、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井口自由下落，经过2.5秒后听到石块击水的声音，估计井口到水面的距离 考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？
偏大。
四.巩固练习
解法一：设石下落的总时间为t，塔高为H，则下落距离为塔高的9/16时经过时间（t-1），根据自由落体运动的位移公式：
解①、②两式得：t=4s H=80m
……②
H = gt2
……①
例5、从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高 （g = 10m/s2 )
四.巩固练习
例6、一物体从某一高度自由下落，经过一高度为2m的窗户用时间0.2s，g取10m/s2．求物体开始下落时的位置距窗户上檐的高度．
四.巩固练习
例7、一根长为L的直杆从一圆筒的上方高H处自由下落，该圆筒高为L，求杆穿过圆筒用的时间。
四.巩固练习
做一做：时间反应尺
如图所示，是甲、乙两位同学为测量反应时间所做的实验，实验时甲用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，当看到乙同学放开手时，他立即握住木尺．如果测出木尺下降的高度为11.25 cm，请你计算甲同学的反应时间(g 取10 m/s2)．
t=0.15 s
测定反应时间
【例题1】竖直向上抛出一小球，3s末落回到抛出点，则小球在第
2s内的位移(不计空气阻力)是 A.10m B.0 C.-5m Ｄ.-1.25m
【解析】竖直向上抛出的小球，3s末落回到抛出点，根据上抛运动的对称性得，上升过程和下降过程历时均为1.5s，第1s末和第2s末位于同一位置，即小球在第2s内的位移为0，答案B。
五、竖直上抛运动
【例2】一个从地面竖直上抛的物体两次经过一个较低点 a的时间间隔是Ta。两次经过一个较高点b的时间间隔是Tb，则a、b之间的距离为( )
五、竖直上抛运动
【解析】小球做竖直上抛运动，根据运动时间的对称性得，物体从最高点自由下落到a点的时间为Ta/2，物体从最高点自由下落到b点的时间为Tb/2。竖直上抛运动的加速度a=g，由h=gt /2得
最高点到a点的距离为: Xa=gTa /8
最高点到b点的距离为： Xb=gTb /8 a点在b点下方，ab相距： Xa-Xb=g(Ta -Tb )/8 故选：A。
【例题1】一气球以vo=10m/s从地面上向上匀速运动，当距离地面高度为15米时从气球上脱离一物体，如果重力加速度g大小10m/s ，该物体从脱离气球到落地所需的时间是多少 落地时物体的速度是多少
五、竖直上抛运动
1、高为h的电梯正以加速度a匀加速上升，突然天花板上一颗螺钉脱落。螺钉落到电梯底板上所用的时间为多少
六.提升练习
【解析】本题考查的核心知识是竖直上抛运动， 由x=Vot+gt /2=6t-5t 可得小球在空中的运动时间为1.2s，也就是说，同时有多个小球在空中，要找出它们相遇的关系式并不容易，若采用位移一时间图象则直观得多，因此本题考查的关键能力是应用图象解决物理问题的能力。我们可以利用图 象法进行如下分析： 以第1个小球抛出的时刻为t=0，建立如图所示的坐标系，画出x=6t-5t 图象(如图线①)：
将该图线依次向右平移0.2s，即为以后各时刻抛出的小球，图线的交点即为相遇时刻，交点的个数即为第1个小球遇到的小球个数，不难看出，它将会遇到5个小球，所以正确答案选C。
2、小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速度为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰.第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取10m/s ) A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
六.提升练习
3、若有一杂技演员，他用一只手竖直向上抛球，他每隔0.40s抛出一球，接到球便立即把球抛出，已知除抛、接球的时间外，空中总有四个球。将球的运动近似看成是竖直方向的运动，不计空气阻力，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，g=10m/s )（ ）
A.1.6m B.2.4m C.3.2m D.4.0m
【解析】由上抛运动的对称性可知，小球先后运动情况如图所示(手相当于一个弹性钢板)：
故每个小球从抛出到落回抛出点的总运动时间为t总=4×0.4=1.6s，由上升和下降的对称性知小球从最高点自由落下到抛出点的时间为：
t=t总/2=0.8s
球到达的最大高度为 h=gt /2=3.2m.
正确答案选C。
六.提升练习
4 自由落体运动
第二章 匀变速直线运动的描述
他的全部作品有47部留存。
他的著作包括天文学、动物学、地理学、
地质学、物理学、解剖学、生理学、
伦理学、心理学、经济学、政治学、
修辞学、美学。
黑格尔：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……
马克思、恩格斯：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.
亚里士多德
观察与思考
结论：重的物体下落得快
亚里士多德：古希腊哲学家，他是很多领域的开拓者。恩格斯曾说“亚里士多德是最博学的人！”
一、历史回顾：
运动会双人十米台: 看到一大一小两位选手跳水，小的先落水。韩乔生不解的问解说嘉宾：“教练，按理说体重大的应该落下来快一些，可是刚才为什么小队员先落水呢 ”
思考：
中央电视台体育解说员韩乔生解说比赛时有一大特点,就是口误造成的奇妙幽默效果,特别是涉及到数字方面,观众将他的一些解说口误总结成《韩乔生语录》。
重的快！
一样快！
跨越时空的对话
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
一、历史回顾：
比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米，从地面到塔顶高55米，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米，对地面的平均压强为497千帕。倾斜角度3.99度，偏离地基外沿2.5米，顶层突出4.5米。1174年首次发现倾斜。
大小铅球同时落地
伽利略的科学实验：
传说中，
一、历史回顾：
若：重的物体下落得快
V12＞8
V1=8
V2=4
4
伽利略的逻辑推理：思想实验
一、历史回顾：
一、历史回顾：
伽利略的斜面实验
3、斜面实验：冲淡重力、容易测时间
实验结果：
斜面运动是初速为零的匀加速，
角度一定则加速度一定，与轻重无关
实验1:
一小球和一薄纸同时从同一地点下落,谁先着地
问题1：质量相同的两物体下落快慢不同，说明物体下落快慢与什么因素有关？
实验2: 同样重量的纸团和薄纸从同一点同时下落
问题3：如果没有空气阻力的情况下，物体的下落快慢会一样吗？
二：自由落体运动的规律探究
牛顿管实验
结论：在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落一样快。
实验检验：
二：自由落体运动的规律探究
美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把锤子和一根羽毛， 他发现两者同时落地。
二：自由落体运动的规律探究
思考：自由落体运动是怎样的直线运动呢？
猜想：初速为零的匀加速直线运动
实验：
方案1：打点计时器轨迹记录法研究
方案2：频闪照相轨迹记录法研究
方案3：…….
二：自由落体运动的规律探究
方案：打点计时器来研究自由落体运动
打点计时器
纸带
夹子
重物
实验装置：
ΔX=X2-X1=X3-X2=…恒量
二：自由落体运动的规律探究
1、是匀速还是变速？
2、是匀加速还是变加速？
3、如何计算自由落体运动的加速度
三.自由落体运动的加速度 ——重力加速度
小结
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，叫做自由落体运动。
2、条件：（1）只受重力作用
（2）初速度为 0
二、自由落体运动的性质:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度也叫重力加速度
大小： 通常取g=9.8m/s2；方向：竖直向下。
四、自由落体运动的规律
四.巩固练习
例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加
速直线运动
C、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
D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体静止开始
下落的运动可看作自由落体运动
BCD
例2、一个物体从20m高的地方自由下落,到达地面时速度是多大？ 这个过程需要多长时间？
四.巩固练习
例3、从离地面125m高的空中由静止释放一小球，小球自由下落，g=10m/s2，求：
（1）小球经过多长时间落到地面；
（2）自开始下落计时，小球最后1s内的位移大小。
四.巩固练习
例4、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井口自由下落，经过2.5秒后听到石块击水的声音，估计井口到水面的距离 考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？
偏大。
四.巩固练习
解法一：设石下落的总时间为t，塔高为H，则下落距离为塔高的9/16时经过时间（t-1），根据自由落体运动的位移公式：
解①、②两式得：t=4s H=80m
……②
H = gt2
……①
例5、从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高 （g = 10m/s2 )
四.巩固练习
例6、一物体从某一高度自由下落，经过一高度为2m的窗户用时间0.2s，g取10m/s2．求物体开始下落时的位置距窗户上檐的高度．
四.巩固练习
例7、一根长为L的直杆从一圆筒的上方高H处自由下落，该圆筒高为L，求杆穿过圆筒用的时间。
四.巩固练习
做一做：时间反应尺
如图所示，是甲、乙两位同学为测量反应时间所做的实验，实验时甲用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，当看到乙同学放开手时，他立即握住木尺．如果测出木尺下降的高度为11.25 cm，请你计算甲同学的反应时间(g 取10 m/s2)．
t=0.15 s
测定反应时间
【例题1】竖直向上抛出一小球，3s末落回到抛出点，则小球在第
2s内的位移(不计空气阻力)是 A.10m B.0 C.-5m Ｄ.-1.25m
【解析】竖直向上抛出的小球，3s末落回到抛出点，根据上抛运动的对称性得，上升过程和下降过程历时均为1.5s，第1s末和第2s末位于同一位置，即小球在第2s内的位移为0，答案B。
五、竖直上抛运动
【例2】一个从地面竖直上抛的物体两次经过一个较低点 a的时间间隔是Ta。两次经过一个较高点b的时间间隔是Tb，则a、b之间的距离为( )
五、竖直上抛运动
【解析】小球做竖直上抛运动，根据运动时间的对称性得，物体从最高点自由下落到a点的时间为Ta/2，物体从最高点自由下落到b点的时间为Tb/2。竖直上抛运动的加速度a=g，由h=gt /2得
最高点到a点的距离为: Xa=gTa /8
最高点到b点的距离为： Xb=gTb /8 a点在b点下方，ab相距： Xa-Xb=g(Ta -Tb )/8 故选：A。
【例题1】一气球以vo=10m/s从地面上向上匀速运动，当距离地面高度为15米时从气球上脱离一物体，如果重力加速度g大小10m/s ，该物体从脱离气球到落地所需的时间是多少 落地时物体的速度是多少
五、竖直上抛运动
1、高为h的电梯正以加速度a匀加速上升，突然天花板上一颗螺钉脱落。螺钉落到电梯底板上所用的时间为多少
六.提升练习
【解析】本题考查的核心知识是竖直上抛运动， 由x=Vot+gt /2=6t-5t 可得小球在空中的运动时间为1.2s，也就是说，同时有多个小球在空中，要找出它们相遇的关系式并不容易，若采用位移一时间图象则直观得多，因此本题考查的关键能力是应用图象解决物理问题的能力。我们可以利用图 象法进行如下分析： 以第1个小球抛出的时刻为t=0，建立如图所示的坐标系，画出x=6t-5t 图象(如图线①)：
将该图线依次向右平移0.2s，即为以后各时刻抛出的小球，图线的交点即为相遇时刻，交点的个数即为第1个小球遇到的小球个数，不难看出，它将会遇到5个小球，所以正确答案选C。
2、小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速度为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰.第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取10m/s ) A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
六.提升练习
3、若有一杂技演员，他用一只手竖直向上抛球，他每隔0.40s抛出一球，接到球便立即把球抛出，已知除抛、接球的时间外，空中总有四个球。将球的运动近似看成是竖直方向的运动，不计空气阻力，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，g=10m/s )（ ）
A.1.6m B.2.4m C.3.2m D.4.0m
【解析】由上抛运动的对称性可知，小球先后运动情况如图所示(手相当于一个弹性钢板)：
故每个小球从抛出到落回抛出点的总运动时间为t总=4×0.4=1.6s，由上升和下降的对称性知小球从最高点自由落下到抛出点的时间为：
t=t总/2=0.8s
球到达的最大高度为 h=gt /2=3.2m.
正确答案选C。
六.提升练习