粤教版高中物理必修第一册 2.4 自由落体运动 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第一章
雨滴下落
树叶飘落
自然界中的现象：树叶从树上飘落，雨滴从空中落下来……物体下落的运动有没有一定的规律可循呢？
【引入】
【思考问题】
从树上落下的苹果比飘下的树叶下落得快，但是，重的物体一定下落得快吗？
石头与树叶下落
提出问题：物体下落的快慢跟物体的轻重有没有什么关系呢？
落体运动的思考
亚里士多德
（公元前384--公元前322） 古代希腊著名哲学、政治思想家。是柏拉图的学生, 是亚历山大的老师, 后来建立了自己的学院。他的哲学逻辑学，科学, 形而上学,伦理学和政治学 对后世产生了难以估计的影响。
物体从空中下落的快慢与物体所受重力有关，重的物体下落快。
理论分析
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【结论1 】如果把大石头和小石头捆在一起，其所受的重力一定比任一物体大，其下落的速度也应该比其中任一物体下落的速度快。
【结论2 】如果把大石头和小石头捆在一起，独自下落较慢的小石头就会拖慢独自下落较快的大石头，最终其下落的速度应该比大石头独自下落的速度慢。
大石头和小石头捆在一起下落
伽利略
（1564—1642）意大利物理学家、天文学家。伽利略以实验为基础，用充分的论据和科学的推理推翻了亚里士多德的观点。1638年发表《两种新科学的对话》，按亚里士多德观点推出两种相互矛盾的结论
物体下落过程中的运动情况与物体所受重力无关。
伽利略：假定大石头下落速度为8，小石头下落速度为4
两石头绑在一起，小石头拖慢大石头，速度比8小
比大石重，速度应当比8大
矛盾！
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【实验与探究】
1、将面积相同的硬币和纸片同时从同一高度由静止释放，仔细观察，看看有什么发现？把纸片搓成团，再次实验，看看又有什么发现？
伽利略的推理否定了亚里士多德的错误观点。
影响物体下落快慢的因素
【实验与探究】
2、按下表的实验内容进行实验，看看有什么发现，填好实验现象及对应的结论。
实验内容 实验结果 结论
两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时由静止开始释放
一张大纸和一张小纸，将小纸搓成团，大纸铺平，从同一高度同时由静止开始释放
搓成团的纸下落得快
小纸下落得快
纸片下落快慢与轻重无关
纸片下落快慢与轻重无关
影响物体下落快慢的因素
实验结论：物体下落快慢与物体的轻重无关
（2）牛顿管内的空气被抽出一些。
（1)金属片比羽毛下落得快．
（2)金属片比羽毛下落快，但两者的速度差比情况（1)的小；随着被抽出的空气越多，两者下落的快慢越接近。
观察下列情形牛顿管内物体下落的快慢情况
（1）牛顿管内有空气。
（3）牛顿管内空气被全部抽出（近似真空）。
（3)金属片与羽毛下落一样快．
实验结论
（1）空气阻力是影响物体下落快慢
的重要因素。
（2）在没有空气阻力时，在某地任何物体自由下落的运动情况相同。
影响物体下落快慢的因素可能是什么？
２．自由落体运动的特点：
（1）初速度 Vo =0
（2）仅受重力作用
（3）是一种理想化的模型
３．在日常的生活中，空气是无处不在的，物体在下落的过程中就会受到空气的阻力，当物体的重力远大于阻力时（G f），空气的阻力可以忽略。由静止自由下落的物体（如：实心的铁球、石头等），可近似认为物体做的是自由落体运动。
1、物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。
自由落体运动
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
猜想
如图所示是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息完成下表，并思考下列问题。
时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间
位移
0.5
1.7
2.7
3.8
4.9
6.0
（1）任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？是否验证了上述猜想？
时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间
位移
0.5
1.7
2.7
3.8
4.9
6.0
任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差相同。
位移之比：
猜想正确
时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间
位移
0.5
1.7
2.7
3.8
4.9
6.0
（2）小球做自由落体运动的加速度是多少？
1、自由落体运动的初速度为零的匀加速直线运动。
2、重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度。符号“ ”。
3、纬度不同， 的大小不同，通常取 ，粗略计算取 。
自由落体运动的规律
【讨论与交流】 中，可能是在哪个城市拍的频闪照片？
1、自由落体运动的初速度为零的匀加速直线运动。
2、重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度。符号“ ”。
3、纬度不同， 的大小不同，通常取 ，粗略计算取 。
4、自由落体运动的速度公式：
速度与位移公式：
位移公式：
自由落体运动的规律
例题：如图所示，椰子从距地面高度为20m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力，取 。求椰子落地的时间和到达地面时速度。
解：规定竖直向下为正方向。由自由落体运动的位移公式
得：
又
拓展：
在例题中，椰子在落体前1s下落的高度是多少？
【课堂练习】
（1）它是用什么方法估测洞的深度的？
采用了测量石头下落时间的方法测量洞的深度。取 ， ，
（2）请指出这种方法的优点与不足。
优点：设备简单，操作方便，计算简便。
缺点：没有考虑声音传播的时间；不同地方g的取值不同，取值粗略；测量方法粗略，测量误差大。
1.关于重力加速度的说法不正确的是(　　)A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2B．在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小
A
练习
2.关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　)
A．在空气中不考虑空气阻力的运动就是自由落体运动
B．做自由落体运动的物体在相同的时间内速度的增加量相等
C．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度大
D．质量大的物体，重力加速度g大
D
练习
3.一名航天员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则(　　)
A．小球在2 s末的速度大小为20 m/s
B．小球在第5 s内的平均速度大小是3.6 m/s
C．该星球上的重力加速度大小为5 m/s2
D．小球在5 s内的位移大小是50 m
D