物理必修1人教版2.5自由落体运动（19张ppt）

(共19张PPT)
第二章
匀变速直线运动的研究
5
自由落体运动
1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，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2000年之久的错误结论。
伽利略对自由落体运动的研究
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
【巧妙推理】
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
【实验验证】
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
【实验验证】
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)
演示实验一：石头与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落
实验现象：
探究一：什么是自由落体运动？
演示实验二:取两张相同纸，一张揉成一团，两者同时下落
演示实验三:取半张纸与一张纸，半张的揉成一团，两者同时下落
思考:1、是什么原因造成的呢？
2、如果没有空气阻力，又会是什么样子呢？
总结:
1.自由落体运动的定义:
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
2.做自由落体运动的条件:
(1)只受重力
(2)初速度为零
探究一：什么是自由落体运动？
两条件缺一不可
理想化模型
探究二：自由落体运动的性质
问题提出：
科学猜想：
方案设计：
信息采集：
分析论证：
小组交流：
实验结论：
自由落体运动是一种怎样的运动?
自由落体运动是匀速、匀变速还是变加速直线运动？
打点计时器
纸带
夹子
重物
Δx=aT2
v-t图象法
x-t图象法
a=9.8m/s2
·
·
·
·
·
·
·
·
1
3
4
5
6
2
信息采集：
分析论证：
小组交流：
实验结论：
探究二：自由落体运动的性质
实验结论：
自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线
运动
不同地点的自由落体加速度g的值:
地点
纬度
重力加速度
赤道
0°
9.780
广州
23°06′
9.788
武汉
30°12′
9.794
上海
31°06′
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°
9.832
通常的计算中一般都取g=9.8m/s2，在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。
随纬度升高，重力加速度增大
总结:
自由落体运动的性质：
对重力加速度g的理解：
1.同一地点，任何物体的自由落体加速度相同，跟物体的质量无关。
2.重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关。
3.地面附近通常取g=9.8m/s2，计算时可取10m/s2。
0
g
探究二：自由落体运动的性质
a=g
v0=0
探究三：自由落体运动的规律及应用
1.规律:
测反应时间
人从发现情况到做出反应所需
的时间叫反应时间
2.应用
定义：
特点：
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
g的方向：
变化特点：
①只受重力
②
v0=0
性质：
初速度为零的匀加速直线运动
g的大小：
g=9.8
m/s2?
自由落
体运动
重力
加速度
规律
随地理纬度的
增加而增大
竖直向下