人教版高中物理必修一2.5-自由落体运动(共28张PPT)

(共28张PPT)
自由落体运动
第五节
一、物体下落的运动是一种常见的运动
同学们，你能举出些生活实例吗？
思考1：
轻重不同的物体，下落的快慢是否相同呢？
结论：不一定相同！
亚里士多德
物体下落快慢由物体重力决定：
即：物体越重
下落越快
世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家。被称为百科全书式的学者。
研究方法：观察——思考
（直觉）
假设：重的物体下落得快
V1
V2
V12
伽利略
(Galilei
)
(1564-1642)
伽利略推理：
比
萨
斜
塔
结论：两个铁球同时落地!
（1）重量？
（2）体积？
（3）空气阻力？
思考2：
影响物体下落快慢的因素是什么呢？
猜想：
如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢相同吗？
探究1：牛顿管实验
探究2：月球实验
结论：
轻重不同的物体，不受空气阻力，只受重力时，下落的快慢相同。
1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子、一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面上。
一．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，叫自由落体运动。
⑴
v0
=
0
⑵
只受重力作用
2.
条件:
备注：
如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。
探究三:
自由落体运动是什么性质的运动呢？
用打点计时器来研究自由落体运动
纸带
夹子
重物
0
2
1
X1
3
4
X2
X3
X4
X5
X6
5
6
计数点
距0点的距离(cm)
相邻计数点的距离(cm)
△X=Xn-Xn-1
(cm)
0
1
3.40
X1=3.40
X2-X1=0.38
2
7.18
X2=3.78
X3-X2=0.38
3
11.34
X3=4.16
X4-X3=0.39
4
15.89
X4=4.55
X5-X4=0.37
5
20.81
X5=4.92
结论：自由落体运动，是初速度为
0
的匀加速直线运动。
(X2-X1)
=
(X3-X2)
=
(X4-X3)=
(X5-X4)
=
aT
2
a=9.5m/s
4.自由落体加速度被称为重力加速度，用字母
g表示
（1）定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。
（2）方向：竖直向下
（3）大小：通过多种方法用实验测定
在地球上的不同地方
g
不同
3.自由落体加速度
一般取
g
=
9.8m/s2
粗略计算可以取
g
=10m/s2
赤道：
g
=
9.780m/s2
北京：
g
=
9.801m/s2
北极：
g
=
9.832m/s2
莫斯科：
g
=
9.816m/s2
随纬度升高，重力加速度增大
→
v
＝
g
t
→
x
=
g
t2/2
→
v2
=
2
g
x
4.自由落体的运动的性质：初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。
（1）
速度与时间关系式
v
＝
a
t
（2）
位移与时间关系式
x
=
at2/2
（3）
位移与速度关系式
v2
=
2ax
做一做
测定反应时间
从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫反应时间。
例1.在汶川大地震中，一架直升飞机在灾区某地上空做定点空投救灾物资，已知每隔1秒释放一包物资,当第1包物资刚着地时,第五包刚好离开机舱开始下落。（g=10m/s2)
求:
（1）直升飞机距离地面的高度.
（2）第一包与第二包之间的距离.
解:(1)
(2)第一包下落的高度：
第二包下落的高度：
第一、二包之间的距离：
物体越重下落越快
研究方法：观察——思考
（直觉）
研究方法：观察——实验
（对比实验）——理性思维。
亚里士多德
伽利略
伽利略
假设：重的物体下落得快
结论：重物与轻物应该下落得同样快
?
v
v
v
1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
伽利略对自由落体运动的研究
若v0＝0,且
必有
t1
x1
t1
x2
t1
x3
3x1
5x1
困难二：落体运动太快，无法准确测量时间
突破：“冲淡”重力，使其加速度减小
困难一：速度无法直接测量
突破：间接验证
伽利略设计的斜面
实验器材.过程
实验结论：
①_____________________
②________________________________
小球做匀加速运动
同斜面，不同小球，加速度相同
质量不同的小球从同一斜面下落，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90°,就是自由落体运动！
对现象的
一般观察
提出
假设
运用逻辑
得出结论
实验
验证
修正
推广
伽利略的研究之路
超越伽利略
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。
现代研究落体运动的方法：
1.用“自由落体频闪照片”求加速度
2.用打点计时器研究纸带求加速度
3.其他方法（测速器等）
一、自由落体运动
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动
二、自由落体运动的规律
1.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2.自由落体运动的加速度a=g
3.公式：
.
2
,
2
1
,
2
2
gh
v
gt
h
gt
v
=
=
=