高一物理鲁科版（2019）必修一同步课件 2.5 自由落体运动(共23张PPT)

(共23张PPT)
第二章　匀变速直线运动
自由落体运动
生活中的物体下落现象
探究：什么因素影响物体下落的快慢呢？
实验一
重量大的硬币和轻薄纸片谁下落得快？
相同的两张纸，其中一张揉成纸团，同一高度同时释放，谁下落得快？
实验二
重量大的硬币，下落的快
纸团下落的快
原因：空气阻力对下落快慢有影响
如果没有空气阻力只在重力作用下呢？
空气中，羽毛受到的空气阻力大，所以下落比铁片慢。
真空中，羽毛与铁片下落快慢相同，说明下落快慢与轻重无关。
实验结论：物体下落的快慢与它的轻重无关，影响物体下落快慢的因素是空气阻力。
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，叫作自由落体运动。
2.特点：（1）只受重力作用；（2）初速度为0。
3.说明：空气阻力可以忽略时，物体下落的运动也可以近似看成自由落体运动。
（1）从静止下落的物体都可以看成自由落体运动。（ 　　）
（2）物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。（ 　　）
（3）苹果从树上落下来，苹果的运动可以近似看成自由落体运动。（ 　 ）
（4）雪花从空中下落，雪花的运动可以看成自由落体运动。（ 　　）
（5）从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动。（ ）
×
√
×
×
×
重力加速度
1.定义：物体自由下落时具有的加速度源于物体所受的重力作用，称为重力加速度，通常用字母g表示。
2.方向：竖直向下。
3.大小：一般情况下，取g＝9.8 m/s2，粗略计算时可取g＝10 m/s2。
地点 纬度 g值
北极 90° 9.832m/s2
莫斯科 55°45′ 9.816m/s2
纽约 40°46′ 9.803m/s2
北京 39°56′ 9.801m/s2
东京 35°43′ 9.798m/s2
上海 31°12′ 9.794m/s2
武汉 30°33′ 9.794m/s2
广州 23°06′ 9.788m/s2
赤道 0° 9.780m/s2
你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？
随纬度升高，重力加速度增大
纬度大g大，两极g最大
自由落体运动的规律
速度位移关系s
a=g
v0=0
（s=h）
如何粗略测量反应时间？
一个人捏住尺子的上端，另一个人手指在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。直尺下落的时间就是你的反应时间。
如何求直尺下落的时间？
（1）自由落体的加速度与纬度和高度有关。（ ）
（2） 在地面附近，两极处的重力加速度小于赤道处的重力加速度。（ ）
（3）同一地点，重的物体重力加速度大。（ ）
×
√
×
1.（2022·福建福州市高一期中）如图所示，一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。第一次打开开关使管内空气与大气连通，观察两物体同时下落的情况。第二次把玻璃管里的空气抽出去，关闭开关，
再次观察两物体同时下落的情况。则以下说法中正确的是
A.抽气前和抽气后羽毛的下落均可近似看作自由落体运动
B.抽气前铁片比羽毛下落的时间短，这说明重的物体下落更快
C.抽气后，羽毛下落的加速度大于铁片下落的加速度
D.抽气后，在赤道和北极分别做该实验，测得重力加速度略有差异
√
2.（来自教材改编）高空坠物常会造成极大的危害。某高楼住户，有一花盆从距地面20m处自由落下。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，花盆经过多长时间落到地面？到达地面时的速度有多大？花盆在最后1s的位移多大？
答案　花盆经过2s落到地面，到达地面时的速度为20m/s ，最后1s内的位移为15m。
物体下落快慢与什么有关？
二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关， 物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。
亚里士多德
亚里士多德
v12＞8
v1=8
v2=4
4结论与假设
出现了矛盾！
物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。
伽利略
老亚，你错了
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起更重
伽利略落体实验
据《伽利略传》记载，1589年伽利略在比萨斜塔上做了“重量不同的两个铁球同时落地”的实验，
推翻了古希腊哲学家亚里士多德的结论：重的物体下落速度比轻的物体下落速度快，落体速度与重量成正比。
在发明打点计时器、频闪照相技术之前，伽利略就已经提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动”的猜想，那他是怎么证实的呢？
难点1：各个时刻的速度难以测得
t2
x
∝
间接验证
难点2：难以精确测量时间
延长运动时间
物体在斜面上的运动+逻辑推理
冲淡重力
v0=0
a=g
在光滑斜面上，从不同位置由静止开始下滑的小球做匀加速直线运动
对于每个对应的倾角，小球从斜面不同高度滑下时 保持不变
倾角增大至90o，其比值保持不变
合理外推
不断增大斜面倾角
①小球沿斜面滚下的运动是匀变速直线运动。
②只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的。
③增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而增大 。
实验结果
伽利略认为当斜面倾角为90°时，小球将自由下落，仍会做匀变速直线运动。
3.（来自教材）某物理兴趣小组根据伽利略
描述的方法，设计了如图所示的实验装置，
探究物体沿斜面下滑的运动规律。实验方案：让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，释放滑块时打开阀门，使水箱的水流入量筒；当滑块碰到挡板时关闭阀门，测量此时滑块运动的距离s和量筒中水的体积V。在水流基本均匀的情况下，滑块运动的时间越长，量筒中的水就越多。
（1）水的______可反映滑块运动的_____。
体积
时间
（2）根据初速度为0的匀变速直线运动______与_____________比值不变的规律，对实验数据进行处理和分析，可判断滑块沿斜面下滑的运动是否为匀变速直线运动。
位移
时间的二次方
（3）下表为该实验小组测得的实验数据，请将计算结果填入表格。
次数 1 2 3 4 5 6 7
s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3
V/mL 90.0 84.0 72.0 62.0 52.0 40.0 23.5
你的结论是____________________________________；
（4）你认为本实验的误差来源主要有______________________________。
滑块开始下滑和开始流水不同步
____________。
（合理即可）
在误差允许的范围内是一个定值
5.6×10－4 5.5×10－4 5.8×10－4 5.5×10－4 5.5×10－4 5.6×10－4 5.4×10－4
自
由
落
体
运
动
特点：只受重力，初速度为0
目标二：自由落体
运动的加速度及运
动规律
方向：竖直向下
大小： 9.8m/s2
目标三：自由落体
运动规律探索回眸
公式
v=gt
h= gt2
v2=2gh
反应时间测量尺
重力加速度
亚里士多德观点
伽利略的研究
目标一：自由落体
运动的特点