2.4自由落体运动第1课时 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册33张PPT
文档属性
| 名称 | 2.4自由落体运动第1课时 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册33张PPT |
|
|
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-08 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
第4节自由落体运动第1课时
第二章匀变速直线运动的研究
在秋高气爽的天气里，我们会看到树叶和果实从树上落下，果实会很快落地，而树叶会飘飘洒洒后落地，是不是重的物体比轻物体下落的快呢？同一张纸片，从空中释放后，我们会看到纸片在空中飘飘悠悠，很长时间才落地，而把它揉成纸团后，会很快落地．纸的质量未变，为什么落地时间不同呢？
新知探究
1971年，乘坐阿波罗15号飞船登月的宇航员大卫·斯科特(David Scott)将一把锤子和一根羽毛带上了月球，在没有大气的月球上做了有趣的自由落体试验。通过电视直播，全球观众看到的结果当然是轻柔的羽毛和沉重的铁锤同时落到月球表面。
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
重的快！
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
一样快！
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
v1=8
v2=4
4v12＞8
知识点 对自由落体运动的研究
亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．
矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．
伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：伽利略斜面实验模拟
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。
②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运动。
③伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90°的情况，成为自由落体。
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
④从而得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．
1
新知探究
知识点 自由落体运动
【探究】在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快；在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛的下落快慢相同。
2
新知探究
(1)实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
(3)自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？
知识点 自由落体运动
提示：
(1)相同；
(2)初速度为零，忽略空气阻力；
(3)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2
新知探究
知识点 自由落体运动
自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
条件：①初速度为0；②只受重力作用
实质：初速度为0的匀加速直线运动．
2
新知探究
知识点 自由落体运动
自由落体运动是一种理想化模型
这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动；
当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．
2
新知探究
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
【探究】如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面所用的时间为1s，则当地的重力加速度约为多少呢？
答案：10
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．
这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度大小
与所处地球上的位置及距地面的高度有关。
(1)在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。
(2)在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度的方向
(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。
(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的规律
(1)自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的规律
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
特别提醒：物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的v－t图象
是一条通过原点的斜向上的直线，它的斜率是g，图线与横轴包围的“三角形的面积S”为物体下落的高度x，如图所示．
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C．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
D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，将物体自由释放的运动叫自由落体运动
课堂训练
答案：BCD
解析：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动，所以B、C、D正确，A不正确。
课堂训练
2.关于自由落体运动，以下说法正确的是( )
A．质量大的物体自由下落时的加速度大
B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C．雨滴下落的过程是自由落体运动
D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看做自由落体运动
课堂训练
解析 自由下落时的加速度在同一地点相同，与质量无关，故A项错，从飞行的飞机上释放的物体初速度不为零，故不做自由落体运动，B项错，雨滴下落过程中阻力随速度的增大而增大，最终会做匀速运动，故C项错，水龙头上滴落的水滴所受阻力可忽略，故D项对．
答案 D
课堂训练
3. 一个铁钉和一团棉花团同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为(B )
A．铁钉比棉花团重
B．棉花团受到的空气阻力不能忽略
C．铁钉不受空气阻力
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
课堂训练
4. 自由落体运动的物体，落到全程的一半和全程所用的时间之比是( C )
A．1∶2 B．2∶1 C.2∶2 D.2∶1
?
课堂训练
5. 甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是( )
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
课堂训练
答案 BC
解析 要注意它们是同时自由下落的，所以两个物体下落是同步的，并且加速度都是一样的，只不过是甲先落地罢了．
课堂训练
谢谢
第二章匀变速直线运动的研究
在秋高气爽的天气里，我们会看到树叶和果实从树上落下，果实会很快落地，而树叶会飘飘洒洒后落地，是不是重的物体比轻物体下落的快呢？同一张纸片，从空中释放后，我们会看到纸片在空中飘飘悠悠，很长时间才落地，而把它揉成纸团后，会很快落地．纸的质量未变，为什么落地时间不同呢？
新知探究
1971年，乘坐阿波罗15号飞船登月的宇航员大卫·斯科特(David Scott)将一把锤子和一根羽毛带上了月球，在没有大气的月球上做了有趣的自由落体试验。通过电视直播，全球观众看到的结果当然是轻柔的羽毛和沉重的铁锤同时落到月球表面。
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
重的快！
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
一样快！
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
v1=8
v2=4
4
知识点 对自由落体运动的研究
亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．
矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．
伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：伽利略斜面实验模拟
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。
②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运动。
③伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90°的情况，成为自由落体。
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
④从而得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
1
新知探究
知识点 对自由落体运动的研究
伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．
1
新知探究
知识点 自由落体运动
【探究】在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快；在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛的下落快慢相同。
2
新知探究
(1)实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
(3)自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？
知识点 自由落体运动
提示：
(1)相同；
(2)初速度为零，忽略空气阻力；
(3)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2
新知探究
知识点 自由落体运动
自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
条件：①初速度为0；②只受重力作用
实质：初速度为0的匀加速直线运动．
2
新知探究
知识点 自由落体运动
自由落体运动是一种理想化模型
这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动；
当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．
2
新知探究
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
【探究】如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面所用的时间为1s，则当地的重力加速度约为多少呢？
答案：10
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．
这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度大小
与所处地球上的位置及距地面的高度有关。
(1)在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。
(2)在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体加速度的方向
(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。
(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的规律
(1)自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的规律
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
特别提醒：物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同。
知识点 自由落体运动的规律
3
新知探究
自由落体运动的v－t图象
是一条通过原点的斜向上的直线，它的斜率是g，图线与横轴包围的“三角形的面积S”为物体下落的高度x，如图所示．
1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C．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
D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，将物体自由释放的运动叫自由落体运动
课堂训练
答案：BCD
解析：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动，所以B、C、D正确，A不正确。
课堂训练
2.关于自由落体运动，以下说法正确的是( )
A．质量大的物体自由下落时的加速度大
B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C．雨滴下落的过程是自由落体运动
D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看做自由落体运动
课堂训练
解析 自由下落时的加速度在同一地点相同，与质量无关，故A项错，从飞行的飞机上释放的物体初速度不为零，故不做自由落体运动，B项错，雨滴下落过程中阻力随速度的增大而增大，最终会做匀速运动，故C项错，水龙头上滴落的水滴所受阻力可忽略，故D项对．
答案 D
课堂训练
3. 一个铁钉和一团棉花团同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为(B )
A．铁钉比棉花团重
B．棉花团受到的空气阻力不能忽略
C．铁钉不受空气阻力
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
课堂训练
4. 自由落体运动的物体，落到全程的一半和全程所用的时间之比是( C )
A．1∶2 B．2∶1 C.2∶2 D.2∶1
?
课堂训练
5. 甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是( )
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
课堂训练
答案 BC
解析 要注意它们是同时自由下落的，所以两个物体下落是同步的，并且加速度都是一样的，只不过是甲先落地罢了．
课堂训练
谢谢