2.4 自由落体运动 课件(共37张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.4 自由落体运动 课件(共37张PPT) |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 34.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-01-24 00:00:00 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
第二章 匀变速直线运动的研究
2.4 自由落体运动
自由落体运动
01
跳伞运动
雨滴下落
游乐场设施
生活中的落体现象
亚里士多德
物体下落快慢与什么有关？
亚里士多德(前384-前322):
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。
真理
探究1：什么因素影响物体下落的快慢呢？
实验一
重量大的笔盖和轻薄纸片谁下落得快
实验二
相同的两张纸，纸团与一张纸呢？
重量大的笔盖，下落的快
纸团下落的快
请同学们准备一个笔盖、两张质量相同的轻薄纸片，分组讨论设计探究实验。
逻辑的力量
亚里士多德
伽利略
v4＞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。
老亚，你错了
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起
重的物体与轻的物体下落一样快!
问题：为什么我们看到轻重不同的羽毛和保龄球下落快慢相同，可能是什么原因呢？
猜想？？？
有空气阻力时现象：轻的物体下落比重的下落慢。
无空气阻力时现象：轻重不同的物体下落快慢相同。
在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同 ）
实验结论：
实验现象：
实验结论：
NASA全球最大的真空实验室------羽毛 保龄球自由落体实验
1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
2、条件：
（1）从静止开始下落（即初速度为零）；
（2）只受重力作用（当空气阻力同重力相比很小，可忽略不计，物体下落也可看作近似看作自由落体运动）
自由落体运动
理想化物理模型
问题：自由落体运动是什么性质的运动呢？
初速度是多少？
为零
速度在变吗？如何变？
直线
轨迹是直线还是曲线？
加速
速度是均匀增加吗？
伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
突破：间接验证
困难二：落体运动时间太快，无法准确测量
突破：利用斜面“冲淡”重力，使其加速度减小
质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同
小球做匀加速直线运动
实验验证
质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同
增大斜面倾角，加速度变大
倾角很大，接近落体运动
倾角=900，就是自由落体运动
做自由落体运动的物体加速度相同
伽利略的研究（实验与逻辑推理的完美结合）
（1）逻辑归谬：否定亚里士多德
（2）猜想假说：落体运动的规律相同，是一种简单的变速运动。
如V∝t或V∝X
（3）逻辑推理（包括数学演算）：V0=0，则V∝t <=> X∝t2
（4）实验验证（间接）：利用斜面来“冲淡”重力
（5）合理外推：从斜面到竖直的自由落体规律一致
探究思路
打点计时器
时间
位移
计算各点的速度
加速度
画图找规律
0 1 2 3 4 5 6
1.10cm
1.59cm
1.91cm
2.32cm
2.73cm
3.05cm
1.10cm
2.69cm
4.60cm
6.92cm
9.65cm
12.70cm
0.673m/s
1.06m/s
1.45m/s
0.875m/s
1.26m/s
实验思路与方案
(1)数据记录：
(2)数据分析：根据测得数据做出v-t图像
实验思路与方案
(3)逐差法求加速度：
-=3a1
-=3a
-=3a3
a=
若为奇数段，省略中间一段或第一段！
②对不同物体进行实验结果表明，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(约为9.8 m/s2)。
(5)实验结论：
①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体加速度
02
2、大小：一般取 g=9.8m/s2 ，粗略计算可取 g=10m/s2 。
方向：竖直向下（垂直于当地水平面向下）。
注意：不是垂直于地面或者支持面，也不是指向地心（赤道和两极指向地心）
1、定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示.
自由落体加速度g(重力加速度)
同一纬度，海拔高度增加，g值减小 g低>g高
纬度升高，g值增加 g极地>g赤道
重力加速度的细微变化
结论：纬度升高，g值增大；海拔升高， g值减小
自由落体运动的规律
03
V=V0+at
V - V0 =2aX
2
2
X=V0t + at
2
2
1
匀变速直线运动
自由落体运动
g
g
g
V= gt
V = 2gh
2
h= gt
2
2
1
自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。你能写出自由落体运动的规律吗？
h
自由落体运动 (v0=0, a=g , x = h )
试一试
h
自由落体运动的规律
V0=0
a=g
x=h
如何计算反应时间？
分析：看到释放动作 大脑 手脚
h= gt2
动手小游戏
(1)若给你一把刻度尺，你是否可以测一下你的反应时间呢？两名同学相互配合试试看。
【例题】用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从静止开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是（ ）
C
课堂小结：
①只受重力作用；②从静止开始
物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动
g=9.8m/s2，不同纬度大小不同，两极最大
竖直向下
自由落体运动
自由落体运动的公式
重力加速度
自由落体运动
定义
条件
大小
方向
典例分析
04
【例题】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.如图是小球在没有阻力时自由下落的频闪照片，频闪仪每隔0.04 s闪光一次.(照片中的数字是小球距起落点的距离，单位：cm)
(1)试判断小球的运动是否是匀变速直线运动？(请说出判断依据)
(2)若是匀变速直线运动，加速度是多大？
解：（1）是匀变速直线运动，因为在误差允许范围内小球在连续相等时间内的位移差为定值。
（2）从上到下，两相邻小球间的距离为x1、x2、x3、x4，根据逐差法求加速度
1、(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.物体刚下落时，速度和加速度都为零
C.物体的质量越大，下落时加速度就越大
D.当地重力加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s
AD
2、雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？
讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过8 m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。
3、一个物体自由下落，试求：3 s末的速度大小，3 s内的位移大小，3 s内的平均速度大小，第3 s内的位移大小和第3 s内的平均速度大小．（g取10m/s2）
v＝gt，v3＝10×3 m/s＝30 m/s
hⅢ＝h3－h2＝45m－20 m＝25 m，
4、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，如图所示，若让杆自由下落，求：(g取10 m/s2)
(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的时间。
第二章 匀变速直线运动的研究
2.4 自由落体运动
自由落体运动
01
跳伞运动
雨滴下落
游乐场设施
生活中的落体现象
亚里士多德
物体下落快慢与什么有关？
亚里士多德(前384-前322):
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。
真理
探究1：什么因素影响物体下落的快慢呢？
实验一
重量大的笔盖和轻薄纸片谁下落得快
实验二
相同的两张纸，纸团与一张纸呢？
重量大的笔盖，下落的快
纸团下落的快
请同学们准备一个笔盖、两张质量相同的轻薄纸片，分组讨论设计探究实验。
逻辑的力量
亚里士多德
伽利略
v4＞8
v1=8
v2=4
4
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。
老亚，你错了
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起
重的物体与轻的物体下落一样快!
问题：为什么我们看到轻重不同的羽毛和保龄球下落快慢相同，可能是什么原因呢？
猜想？？？
有空气阻力时现象：轻的物体下落比重的下落慢。
无空气阻力时现象：轻重不同的物体下落快慢相同。
在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同 ）
实验结论：
实验现象：
实验结论：
NASA全球最大的真空实验室------羽毛 保龄球自由落体实验
1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
2、条件：
（1）从静止开始下落（即初速度为零）；
（2）只受重力作用（当空气阻力同重力相比很小，可忽略不计，物体下落也可看作近似看作自由落体运动）
自由落体运动
理想化物理模型
问题：自由落体运动是什么性质的运动呢？
初速度是多少？
为零
速度在变吗？如何变？
直线
轨迹是直线还是曲线？
加速
速度是均匀增加吗？
伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
突破：间接验证
困难二：落体运动时间太快，无法准确测量
突破：利用斜面“冲淡”重力，使其加速度减小
质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同
小球做匀加速直线运动
实验验证
质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同
增大斜面倾角，加速度变大
倾角很大，接近落体运动
倾角=900，就是自由落体运动
做自由落体运动的物体加速度相同
伽利略的研究（实验与逻辑推理的完美结合）
（1）逻辑归谬：否定亚里士多德
（2）猜想假说：落体运动的规律相同，是一种简单的变速运动。
如V∝t或V∝X
（3）逻辑推理（包括数学演算）：V0=0，则V∝t <=> X∝t2
（4）实验验证（间接）：利用斜面来“冲淡”重力
（5）合理外推：从斜面到竖直的自由落体规律一致
探究思路
打点计时器
时间
位移
计算各点的速度
加速度
画图找规律
0 1 2 3 4 5 6
1.10cm
1.59cm
1.91cm
2.32cm
2.73cm
3.05cm
1.10cm
2.69cm
4.60cm
6.92cm
9.65cm
12.70cm
0.673m/s
1.06m/s
1.45m/s
0.875m/s
1.26m/s
实验思路与方案
(1)数据记录：
(2)数据分析：根据测得数据做出v-t图像
实验思路与方案
(3)逐差法求加速度：
-=3a1
-=3a
-=3a3
a=
若为奇数段，省略中间一段或第一段！
②对不同物体进行实验结果表明，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(约为9.8 m/s2)。
(5)实验结论：
①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体加速度
02
2、大小：一般取 g=9.8m/s2 ，粗略计算可取 g=10m/s2 。
方向：竖直向下（垂直于当地水平面向下）。
注意：不是垂直于地面或者支持面，也不是指向地心（赤道和两极指向地心）
1、定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示.
自由落体加速度g(重力加速度)
同一纬度，海拔高度增加，g值减小 g低>g高
纬度升高，g值增加 g极地>g赤道
重力加速度的细微变化
结论：纬度升高，g值增大；海拔升高， g值减小
自由落体运动的规律
03
V=V0+at
V - V0 =2aX
2
2
X=V0t + at
2
2
1
匀变速直线运动
自由落体运动
g
g
g
V= gt
V = 2gh
2
h= gt
2
2
1
自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。你能写出自由落体运动的规律吗？
h
自由落体运动 (v0=0, a=g , x = h )
试一试
h
自由落体运动的规律
V0=0
a=g
x=h
如何计算反应时间？
分析：看到释放动作 大脑 手脚
h= gt2
动手小游戏
(1)若给你一把刻度尺，你是否可以测一下你的反应时间呢？两名同学相互配合试试看。
【例题】用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从静止开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是（ ）
C
课堂小结：
①只受重力作用；②从静止开始
物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动
g=9.8m/s2，不同纬度大小不同，两极最大
竖直向下
自由落体运动
自由落体运动的公式
重力加速度
自由落体运动
定义
条件
大小
方向
典例分析
04
【例题】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.如图是小球在没有阻力时自由下落的频闪照片，频闪仪每隔0.04 s闪光一次.(照片中的数字是小球距起落点的距离，单位：cm)
(1)试判断小球的运动是否是匀变速直线运动？(请说出判断依据)
(2)若是匀变速直线运动，加速度是多大？
解：（1）是匀变速直线运动，因为在误差允许范围内小球在连续相等时间内的位移差为定值。
（2）从上到下，两相邻小球间的距离为x1、x2、x3、x4，根据逐差法求加速度
1、(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.物体刚下落时，速度和加速度都为零
C.物体的质量越大，下落时加速度就越大
D.当地重力加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s
AD
2、雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？
讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过8 m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。
3、一个物体自由下落，试求：3 s末的速度大小，3 s内的位移大小，3 s内的平均速度大小，第3 s内的位移大小和第3 s内的平均速度大小．（g取10m/s2）
v＝gt，v3＝10×3 m/s＝30 m/s
hⅢ＝h3－h2＝45m－20 m＝25 m，
4、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，如图所示，若让杆自由下落，求：(g取10 m/s2)
(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的时间。