高中物理人教必修1第2章《25自由落体运动》课件

(共19张PPT)
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自由落体运动
空气中1：硬币和纸片的落体运动比较
2：大纸片和小纸团落体运动比较
自然现象
1 重的物体下落快
2 轻的物体下落快
现象：
思考：
产生这种现象的原因

自由落体运动：
只受重力作用
初速度为零
历史研究
观察与思考
思考与分析
亚里士多德
Aristotle
前384～前322
开创了近代物理研究的新方法
伽利略
Galileo
1564～1642
重的物体下落快
轻的物体下落慢
结论
实验加数学
物体与下落快
慢与轻重无关
结论
历史研究
伽利略的研究
猜想：
两种方式： v ∝ t 、v ∝ x
论证：
自由落体运动是一种简单的变速运动，
速度应该是均匀变化的。
困难1：瞬时速度无法准确测量
策略：间接验证
v ∝ t
x ∝ t2
v =
—
x
t
历史研究
困难2：物体下落很快，
很难测定不同位移的时间
策略：
冲淡重力的影响
历史研究
实验研究
x ∝ t2
结
论
相同时间内
1
3
5
7
历史研究
困难3：伽利略用斜面实验验证了后，怎样
说明落体运动也符合这个规律？
合理外推：当θ=900时，即物体竖直下落时，
关系也应该成立，这时的常数最大
增大θ角研究：x/t2 = 常数，常数增大
历史研究
伽利略的研究结论：
自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
现代研究
牛顿管
抽气真空排除了空气阻力的影响
现象：
在真空中羽毛与钱币同时落地
结论：
在真空中下落快慢
与物体的重量无关
现代研究
频闪照相法
现代研究
打点计时器研究
打点计时器
纸带
夹子
重物
现代研究
数据处理
1.30cm
2.10cm
3.17cm
4.51cm
6.12cm
x1
x2
x3
x4
Δx = x2 – x1 = x3 – x2 = x4 – x3
x3=4.51cm-3.17cm=1.34cm
x1=2.10cm-1.30cm=0.80cm
x2=3.17cm-2.10cm=1.07cm
x4=6.12cm-4.51cm=1.61cm
= 0.27cm
结论
自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
1
5
0
2
3
4
6
时间间隔
1
60
—
s
自由落体运动规律
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
加速度：
a =
Δx
——
T2
Δx = 0.27cm
时间间隔 T =
1
60
—
s
a = 9.8 m/s2
与物体质量无关
重力加速度
g = 9.8m/s2
与纬度有关
通常取 10m/s2
自由落体运动规律
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
加速度：
g = 9.8m/s2
通常取g = 9.8m/s2
速度：
v = gt
位移：
x = gt2
1
2
—
速度- 位移：
v2 = 2gx
自由落体运动规律应用
测量反应时间
t =
2h
g
—
h
自由落体运动规律应用
测量反应时间
测量下落高度
t
h = gt2
1
2
—
测量下落高度
自由落体运动规律应用
测量反应时间
测量下落高度
测量下落高度
测量重力加速度
x6
x1
x2
x3
x4
x5
计数点间时间间隔T
逐差法
x6 – x3 = 3g1T2
x5 – x2 = 3g2T2
x4 – x1 = 3g3T2
3
—————
g =
g1 + g2 + g3
=
———————————
x6 + x5 + x4 – x3 – x2 – x1
9T2
课堂总结
定义
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
条件
自由落体运动是一种理想运动
初速度 v0 = 0
只受重力
当空气阻力 f << G 时可以近似地看成只受重力
规律
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
应用
测量反应时间
测量下落高度
测量重力加速度
逻辑的力量
V12>8
V1=8
V2=4
4