【課件】第4節(jié)+自由落體運(yùn)動（課件）（人教版2019必修第一冊）

第4節(jié)自由落體運(yùn)動第2章目錄CONTENTS早期觀點(diǎn)及實驗探究01自由落體運(yùn)動02自由落體加速度03物體下落的運(yùn)動是司空見慣的，例如雨滴下落、雪花紛飛、樹葉飄落等，但人類對它的認(rèn)識卻經(jīng)歷了差不多兩千年的時間。那么輕重不同的物體哪個下落的更快呢？01早期觀點(diǎn)及實驗探究平常日常觀察到的事實，如一塊石頭比一片樹葉落得快些…二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢跟它的輕重有關(guān)，重的物體下落得快。他的這一論斷符合人們的常識，以至于其后兩千年的時間里，大家都奉為經(jīng)典，你能舉例推翻這一結(jié)論嗎？伽利略v12＞8v1=8v2=44<v12<8結(jié)論與假設(shè)

出現(xiàn)了矛盾！

伽利略通過邏輯推理指出了亞里士多德的錯誤，最后通過實驗證明重物與輕物下落得同樣快。重物被輕物拖累重物輕物綁一起思考：伽利略是如何論證亞里士多德的觀點(diǎn)是錯誤的？伽利略的探究方法1、歸謬：通過邏輯推理，否定了亞里士多德的論斷2、猜想：最簡單的變速運(yùn)動，它的速度應(yīng)該是均勻變化的

4、實驗：通過“理想斜面”實驗驗證結(jié)論5、外推：當(dāng)斜面傾角為900時，小球?qū)⒆杂上侣?，仍會做勻變速直線運(yùn)動驗證：自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動實驗一：一張A4紙，一本物理書，從同一高度靜止釋放；實驗二：一個A4紙團(tuán)，多張A4紙疊在一起，從同一高度靜止釋放；實驗三：一張A4紙，一本物理書，將A4紙放在書的封面上靜止釋放。輕物和重物都有可能下落得快，也可能一樣快，那么到底是什么因素造成了這種結(jié)果呢？如果沒有這個因素的影響，輕重不同的物體誰會下落得更快呢？重的先落地輕的先落地同時落地自制實驗實驗條件控制實驗現(xiàn)象1未抽出空氣2抽出大部分空氣

3抽出所有空氣羽毛下落的很慢相同速度接近

實驗結(jié)論：將玻璃管里的空氣抽出去后，沒有了空氣阻力的影響，輕的物體和重的物體下落得同樣快。在現(xiàn)實生活中人們之所以看到物體下落的快慢不同，是因為空氣阻力的影響。如果沒有空氣阻力，所有物體下落的快慢都一樣。演示實驗通過上面的實驗可以看出：物體下落的快慢與質(zhì)量無關(guān)，下落得快慢不同是由空氣阻力造成的。G鐵球f鐵球G羽毛f羽毛對于鐵球而言，所受的空氣阻力與重力相比較小，可以忽略；對于羽毛來說，所受的空氣阻力與重力相當(dāng)，不可以忽略。1．伽利略以前的學(xué)者認(rèn)為，物體越重，下落越快。伽利略等一些物理學(xué)家否定了這種看法在一高塔頂上同時釋放一片羽毛和一個玻璃球，玻璃球先于羽毛到達(dá)地面，這主要是因為（）A．它們的質(zhì)量不等B．它們的密度不等C．它們的材料不同D．它們所受的空氣阻力不等答案解析：只受重力從靜止開始下落的運(yùn)動稱為自由落體運(yùn)動，下落快慢相同.若受到空氣阻力，則下落快慢不同D理解自由落體運(yùn)動的定義，還要考慮生活實際2.在此塔頂端同時釋放大小相等的實心鐵球和空心鐵球，下列說法中正確的是（）①它們受到的空氣的阻力不等②它們的加速度相等③它們落地的速度不等④它們下落的時間相等A．①③B．②④C．只有②D．只有③答案解析：此題目中都是鐵球，因此空氣阻力相對重力比較小，可以忽略，兩球都做自由落體運(yùn)動B忽略空氣重力，那就是一樣的02自由落體運(yùn)動1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，自由落體運(yùn)動。(1)v0=0;(2)只受重力作用.2.特點(diǎn):這種運(yùn)動只在真空中才能發(fā)生。在有空氣的空間，若空氣阻力相比重力較小，則可以忽略空氣阻力，則物體的下落可以近似看作自由落體運(yùn)動。所以對于一張A4紙而言，所受的空氣阻力不能忽略，則不能視為自由落體運(yùn)動；但對于一本物理書或一個紙團(tuán)，所受的空氣阻力可以忽略，則可以視為自由落體運(yùn)動。思考：自由落體運(yùn)動是一種初速度為零的加速直線運(yùn)動，那么，它的加速度在下落過程中是否變化呢？

用怎樣的實驗方案可以研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律？前后四人一組討論，設(shè)計實驗操作方案：實驗方案、儀器選擇、操作步驟實驗方案（一）：用打點(diǎn)計時器來研究自由落體運(yùn)動

紙帶夾子重物重物+紙帶，穿過打點(diǎn)計時器。(1)實驗裝置：豎直放置打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上紙帶在重物的作用下自由下落，根據(jù)打出的紙帶點(diǎn)的情況，分析出重物的運(yùn)動規(guī)律。(2)原理：數(shù)據(jù)處理實驗探究：(3)操作要點(diǎn)：先啟動電源，再釋放紙帶，打完點(diǎn)后立刻關(guān)閉電源在誤差允許的范圍內(nèi)，連續(xù)相等時間間隔的位移之差是一個常數(shù)。標(biāo)記時間間隔T/s距離x/cm位移之差(xn-xn-1)/mcmx10.022.95x20.023.40x2-x10.45x30.023.75x3-x20.35x40.024.25x4-x30.50x50.024.55x5-x40.30x60.024.85x6-x50.30說明：自由落體運(yùn)動是一個初速度為0的勻加速直線運(yùn)動！a(m/s2)(4)數(shù)據(jù)處理：Δs4=s5-s4=2.1cmΔs1=s2-s1=2.1cmΔs2=s3-s2=2.1cmΔs3=s4-s3=2.0cmΔs5=s6-s5=2.1cm實驗方案(二)：頻閃照相法自由落體運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動3.關(guān)于自由落體運(yùn)動，以下說法正確的是(

)A．物體豎直向下的運(yùn)動一定是自由落體運(yùn)動

B．自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g

的

豎直向下的勻加速直線運(yùn)動

C．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動

叫自由落體運(yùn)動

D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，

物體從靜止自由下落可視為自由落體運(yùn)動答案解析：自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計BCD不同情況分別對待03自由落體加速度在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，叫做自由落體加速度豎直向下而非垂直向下，也不是指向地心一般取g=9.8m/s2,粗略計算可以取g=10m/s2

，特別注意題目的要求定義大小方向v0=0,a=g速度時間關(guān)系式位移時間關(guān)系式速度位移關(guān)系式推論v0=0,a=gv=?經(jīng)過t時間后，下落高度x=?

可應(yīng)用到初速度是零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動的所有規(guī)律中公式理解地點(diǎn)緯度g值北極90°9.832m/s2莫斯科55°45′9.816m/s2紐約40°46′9.803m/s2北京39°56′9.801m/s2東京35°43′9.798m/s2上海31°12′9.794m/s2武漢30°33′9.794m/s2廣州23°06′9.788m/s2赤道0°9.780m/s2問題：你能發(fā)現(xiàn)地球上不同位置g值的分布規(guī)律嗎？隨緯度升高，重力加速度增大緯度越大，重力加速度越大。極大g大，兩極g最大總結(jié)：自由落體運(yùn)動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動。用手機(jī)測自由落體加速度自由落體運(yùn)動是一種特殊的勻變速直線運(yùn)動，所以所有勻變速直線運(yùn)動的基本公式和推論也都可以應(yīng)用，請大家推導(dǎo)一下化簡了的自由落體運(yùn)動的公式和推論。a=gv0=0（x=h）思考探索【典例】一個物體從高度h處自由下落,測得物體落地前最后1秒內(nèi)下落了25米,求：物體下落的高度h.(g取10m/s2)【解析】畫出運(yùn)動示意圖，設(shè)落地總時間為t,則依題意，h25m1s（t-1）stsOAB由自由落體運(yùn)動規(guī)律得O到Bh=1/2×gt2(1)O到Ah-25=1/2×g(t-1)2(2)解得

t=3s,h=45m【解析】A→B由豎直下拋運(yùn)動規(guī)律hAB=vA×1+1/2×g×12=25m得vA=20m/sO到A由自由落體運(yùn)動規(guī)律得h-25=vA2/2g=20m得h=45mh25m1s（t-1）stsOAB【典例】一個物體從高度h處自由下落,測得物體落地前最后1秒內(nèi)下落了25米,求：物體下落的高度h.(g取10m/s2)在光滑斜面上，從不同位置由靜止開始下滑的小球做勻加速直線運(yùn)動不斷增大斜面傾角傾角增大至90度，其比值保持不變合理外推自由落體運(yùn)動規(guī)律回顧做勻變速直線運(yùn)動的小球從斜面上不同位置下滑時，其對于每個對應(yīng)的傾角，小球從斜面不同高度滑下時保持不變1．一位青年奮勇接住從15層高樓窗口跌出的孩子.設(shè)每層樓的高度是3m，這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓下需要的時間是1.3s，請你估算一下他要接住孩子，至多允許他有多長的反應(yīng)時間?（g取10m/s2)1.7s

應(yīng)用公式計算，同時要考慮實際情況2．將甲、乙兩物體從同一高度由靜止釋放，已知甲物體的重力是乙的3倍，空氣阻力忽略不計，則()

A.甲一