2024学年新教科版高一物理必修一第二章第五节2.5自由落体运动 课件 (共20张PPT)

(共20张PPT)
第二章
匀变速直线运动的规律
自由落体运动
第二章第5节
问题引入
生活中“落体”运动还是很常见的
秋天树叶飘落，苹果成熟落地等等
那么轻重不同的物体哪个下落的快？什么因素影响物体下落的快慢？
重的物体比轻的物体下落得快
亚里士多德
质量m影响下落快慢
这个观点是否正确呢？
古希腊伟大的思想家、科学家、教育家
轻重的物体下落得一样快
伽利略
质量m不是影响下落快慢因素
Galileo Galilei，1564—1642
伟大的意大利物理学家、天文学家
比萨斜塔实验
生活现象
伽利略逻辑推理
假设
亚里士多德
重的物体下落得快
结论
v12 > 8
v1= 8
v2= 4
4 < v12< 8
伽利略
物体下落的运动只有一种可能性：重的物体与轻的物体应该下落得同样快
重物被轻物拖累
重物轻物绑一起
矛盾
生活现象
实验二
从同一高度静止释放
一个A4纸团
一张A4纸
轻的先落地
实验一
从同一高度静止释放
重的先落地
一张A4纸
一本物理书
结论
轻物和重物都有可能下落得快，也可能一样快。
是什么因素造成了这种结果呢？
如果没有这个因素的影响，轻重不同的物体谁会下落得更快呢？
实验探究
那么轻重不同的物体下落的情况到底怎样？
下面做个比较精细的实验，研究一下。
实验探究
实验探究
在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。
抽出
大部分空气
抽出
所有空气
实验结论
将玻璃管里的空气抽出去后，没有了空气阻力的影响，轻的物体和重的物体下落得同样快。
未抽
空气
羽毛
下落
很慢
相同
速度
接近
实验探究
G 铁球
f 铁球
G 羽毛
f 羽毛
铁球
空气阻力可以忽略
羽毛
空气阻力不可以忽略
f 铁球
G 铁球
f 羽毛
G 羽毛
<<
通过上面的实验可以看出
物体下落的快慢与质量无关，下落得快慢不同是由空气阻力造成的
条件
特点
自由落体运动
理想化模型
如果实际问题中，空气阻力的作用比重力小得多，可以忽略，则物体的下落也可以近似看作自由落体运动
定义
物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动
初速度为0
只受重力作用
(受力的唯一性）
V0=0
只受G
G
结 论
伽利略对自由落体运动的研究
对现象观察
对现象观察
提出假设
提出假设
数学与逻辑推理
数学与逻辑推理
实验验证
实验验证
合理外推
合理外推
得出结论
得出结论
发现问题
发现问题
自由落体运动
＝0的匀加速直线运动
所有物体下落的加速度都相同
7
自由落体加速度g计算技巧
自由落体运动的本质
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
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，叫作自由落体加速度，也叫重力加速度，方向竖直向下，通常用g表示
自由落体运动加速度
在一般的计算中g=9.8m/s2，粗略计算取10m/s2;题目中有字母出现时，g不用具体数据代入
加速度恒定约为9.8 m/s2，与物体的质量无关
竖直向下
g=9.8m/s2
自由落体运动加速度
g的影响因素
地点 纬 度 g
赤道 00°00' 9.780
广州 23°06' 9.788
武汉 30°33' 9.794
上海 31°12' 9.794
东京 35°43' 9.798
北京 39°56' 9.801
纽约 40°40' 9.803
莫斯科 55°45' 9.816
北极 90°00' 9.832
同一地点不同高度，g值有所不同
高度越高，g值越小
g低 > g高
地球表面不同地点，g值有所不同
纬度越高，g值越大
g极地 > g赤道
纬度
高度
自由落体运动的表达式
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。
匀加速直线运动
自由落体运动
自由落体运动初始条件
练习与应用
1、甲物体的质量是乙物体的 5 倍，甲从 H 高处自由落下，乙从 2H 高处与甲物体同时自3由落下。不计空气的影响，在它们落地之前，下列说法中不正确的是（ 　 ）
A. 两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大
B. 下落 1 s 末，它们的速度相同
C. 各自下落 1 m 时，它们的速度相同
D. 下落过程中甲的加速度比乙的加速度大
练习与应用
2、一物体从 H 高处自由下落，经时间 t 落地，则当它下落到 时刻时，离地高度是多少？速度多大？
练习与应用
3. 细雨霏霏，在一个楼房的屋檐边缘，每隔一定时间有一水滴落下。若某一水滴共用时1.2 s 落到地面时，恰好有另一水滴离开屋檐开始下落，并且空中还有另外两滴水滴正在下落，
求 ：（为计算简便，取 g = 10 m/s2）
（1）此屋檐离地的高度 ；
（2）某一水滴落地的瞬间，空中的两滴水滴分别距离地面的高度。
练习与应用
4. 长为 5 m 的竖直杆从高层楼房房顶自由下落，在这个杆的下方距杆的下端5m 处有一面广告牌，若这面广告牌的高度也是 5 m，则这根杆通过广告牌的时间为多长？