物理人教版（2019）必修第一册2.4自由落体运动（共22张ppt）

(共22张PPT)
第二章 匀变速直线运动的研究
2.4 自由落体运动
生活中的下落现象
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
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起更重
逻辑的力量
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
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，同一高度同时释放，
那纸团与一张纸呢？
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的影响
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：物体下落的快慢与轻重无关，影响落体快慢的因素是空气阻力.
一、自由落体运动
1、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。
（2）特点：只受重力、v0=0
理想化物理模型
（3）近似条件：当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。
例1、(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　 )
A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动
B．仅在重力作用下的运动叫自由落体运动
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．当空气阻力的作用较小，可以忽略不计时，物体由静止开始的
自由下落的运动可视为自由落体运动
CD
二、研究自由落体运动的规律
问题2：根据以上的实验，可以看出，自由落体运动是初速度为零的加速运动。
那么，它的加速度在下落过程中是否变化？
匀加速？变加速？
猜想：自由落体是匀变速直线运动。
实验探究：自由落体运动的性质
实验目的：1.研究自由落体运动是否为匀变速直线运动；
2.如果是匀变速直线运动，测定其加速度。
实验仪器
纸带
夹子
重物
打点计时器
二、实验：研究自由落体运动的规律
a1 =9.70m/s2
a2 =9.67m/s2
a3 =9.66m/s2
二、实验：研究自由落体运动的规律
实验测得的物体下落的加速度：
a = =9.68m/s2
实验探究：自由落体运动的性质
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动
思考：自由落体运动的加速度是多少？如何计算？
自由落体加速度，也叫重力加速度，用符号g表示，方向竖直向下，其大小的标准值为9.8m/s2
自由落体加速度
对不同物体进行的实验结果表明，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，通常用g表示。
一些地点的重力加速度
地 点 纬 度 重力加速度
赤道海平面 0° 9.780
广州 23°06′ 9.788
武汉 30°33′ 9.794
上海 31°12′ 9.794
北京 39°56′ 9.801
莫斯科 55°45′ 9.816
北极 90° 9.832
总结：1.不同地方的g不同；
你能从表中发现什么规律？
2.纬度越高，g越大
在一般计算中，g取9.8m/s2或10m/s2
匀变速直线运动
速度公式
位移公式
位移速度公式
平均速度公式
自由落体运动
三、自由落体运动的规律
【例2】一石块从50m高处开始做自由落体运动（g= 10m/s2），则石块下落后( )
A ．第1s内的位移为10m
B ．第3s末的速度为45m/s
C ．第2s内的平均速度为10m/s
D ．前3s内的平均速度为15m/s
D
【例3】一个物体从某一高度做自由落体运动。已知它在第1s内的位移恰为它在最后1s内位移的三分之一、则它开始下落时距地面的高度为（不计空气阻力，g= 10m/s2）( )
A ．11.25m B ．15m
C ．20m D ．31.25m
C
1、以下对自由落体运动的说法中正确的是( )
物体开始下落时,速度为零,加速度也为零;
物体下落过程中速度增加,加速度保持不变;
物体下落过程中,速度和加速度同时增大;
物体下落过程中,速度的变化率是个恒量.
课堂巩固:
BD
2.用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。
(1)部分实验步骤如下：
A.打点完毕，关闭电源，取出纸带
B.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔
C.启动电源，待打点计时器工作稳定后放开重物
D.使重物停靠在打点计时器附近，重物与纸带相连
上述实验步骤的正确顺序是________。
BDCA
(2)图乙中标出的A、B、C、D、E中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则计数点C对应的瞬时速度大小为vC＝_____ m/s(计算结果保留三位有效数字)。
2.18
(3)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小g＝ m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
9.73
3.有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C,若让杆自由下落(g取10 m/s2)。求:
(1)从杆下落开始,上端A及下端B到达圆环所经历的时间。
(2)AB杆通过圆环的过程中所用时间。