2-4 自由落體運(yùn)動(dòng)（課件）

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究人教版必修第一冊(cè)2.4自由落體運(yùn)動(dòng)大單元

教學(xué)目標(biāo)【課程標(biāo)準(zhǔn)】(1)了解亞里士多德關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的主要觀點(diǎn)。(2)了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和推理方法。認(rèn)識(shí)伽利略對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的研究在科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步上的重大意義。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)，體會(huì)基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑、分析和判斷的科學(xué)研究方法。(4)經(jīng)歷抽象概括和推理的過(guò)程，知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。(5)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地點(diǎn)的重力加速度可能會(huì)不同。據(jù)(伽利略傳》記載，1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地

”的實(shí)驗(yàn)，得出了重量不同的兩小鐵球下落時(shí)間相同的結(jié)論，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例

”的學(xué)說(shuō)，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900多年之久的錯(cuò)誤給論。CCTV1《加油

向未來(lái)》節(jié)目也驗(yàn)證了這一結(jié)論。情境導(dǎo)入大單元

情景導(dǎo)入大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)一、

自由落體運(yùn)動(dòng)☆1.

自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程亞里士多德物體下落的快慢與它的輕重有關(guān)，重的物體比輕的物體下落的快在日常生活中，我們觀察到一塊石頭和一片羽毛，石頭先落地，羽毛后落地伽利略v12＞8v1=8v2=44<v12<8結(jié)論與假設(shè)出現(xiàn)了矛盾！

伽利略通過(guò)邏輯推理指出了亞里士多德的錯(cuò)誤，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤的？大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)一、

自由落體運(yùn)動(dòng)☆大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)一、

自由落體運(yùn)動(dòng)☆2.

自由落體運(yùn)動(dòng)大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)一、

自由落體運(yùn)動(dòng)☆（1）定義：（2）條件：①受力條件：

②運(yùn)動(dòng)條件：（3）性質(zhì)：3.

自由落體運(yùn)動(dòng)——一種理想化的物理模型

忽略了次要因素——空氣阻力，突出了主要因素——重力.在實(shí)際中，物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體由靜止的下落才可看做自由落體運(yùn)動(dòng)，如在空氣中自由下落的石塊可看做自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)。物體只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)只受重力作用；初速度v0=0初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)【例1】下列運(yùn)動(dòng)中可看作自由落體運(yùn)動(dòng)的是(

)A

．從樹(shù)上隨風(fēng)飄下的樹(shù)葉

B

．斜風(fēng)中灑落的小雨點(diǎn)C

．陽(yáng)臺(tái)上掉下的花盆D

．飛機(jī)上投下的炸彈大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)一、

自由落體運(yùn)動(dòng)☆C【變式】下列運(yùn)動(dòng)可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)的是(

)A

．跳傘運(yùn)動(dòng)員下落的運(yùn)動(dòng)

B

．樹(shù)上隨風(fēng)飄下的樹(shù)葉C

．雨滴從樹(shù)梢上滴落

D

．雨滴從云層上下落C大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)二、

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

☆☆☆1.

自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度（1）定義：（2）方向：（4）影響因素：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。豎直向上①緯度：隨緯度的增加而增加，赤道最小，兩級(jí)最大②海拔：隨海拔的增加而減小，在一定范圍內(nèi)，認(rèn)為g不變（3）大?。篻

＝9.8m/s2或g

＝10m/s2

，沒(méi)有特殊說(shuō)明，g

＝9.8m/s2（5）測(cè)量：可利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照相法活滴水法等測(cè)量g的大小大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)二、

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

☆☆☆2.

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

3.重要推論

【例2】一石塊從50m高處開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)（g=

10m/s2），則石塊下落后(

)A

．第1s內(nèi)的位移為10m

B

．第3s末的速度為45m/sC

．第2s內(nèi)的平均速度為10m/s

D

．前3s內(nèi)的平均速度為15m/s大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)二、

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

☆☆☆【詳解】A．第1s內(nèi)的位移為

，A錯(cuò)誤；B．第3s末的速度為

，B錯(cuò)誤；C．2s內(nèi)的位移為

，第2s內(nèi)的平均速度為

，C錯(cuò)誤；D．前3s內(nèi)的平均速度為

，D正確。D【例3】一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動(dòng)。已知它在第1s內(nèi)的位移恰為它在最后1s內(nèi)位移的三分之一、則它開(kāi)始下落時(shí)距地面的高度為（不計(jì)空氣阻力，g=

10m/s2）

(

)A

．11.25mB

．15mC

．20mD

．31.25m大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)二、

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

☆☆☆C【變式1】鋼球由靜止開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，落地速度為30m/s

，重力加速度g=

10m/s2

，下列說(shuō)法正確的是()A

．鋼球下落的高度為90m

B

．鋼球在前2s內(nèi)的平均速度為15m/sC

．鋼球在最后1s內(nèi)下落的高度為25m

D

．鋼球從第1s末到第3s初速度增加了20m/s大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)二、

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

☆☆☆C【變式2】一質(zhì)量為1kg的小石塊從空中的某一高度，由靜止釋放落至地面。已知它在落地前1s內(nèi)的位移大小是它在第1s內(nèi)位移大

小的5倍，不計(jì)空氣阻力重力加速度g取10m/s2

，則(

)A

．小石塊在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為4s

B

．小石塊落地時(shí)的速度大小為40m/sC

．小石塊在第2s末距離地面的高度為30m

D

．小石塊釋放點(diǎn)距地面的高度為45m大單元

知識(shí)解讀D大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆1.定義：2.性質(zhì)：將一個(gè)物體以某一速度豎直向上拋出，拋出的物體只在重力的作用下運(yùn)動(dòng)，這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)就是豎直上拋運(yùn)動(dòng)。初速度v0豎直向上，加速度為g(豎直向下）的勻變速直線運(yùn)動(dòng)3.基本規(guī)律(1)對(duì)稱性

(僅討論拋出點(diǎn)上方的運(yùn)動(dòng))

由于物體在上升階段和下落階段的加速度均為重力加速度g,所以，上升階段和下落階段可以視為互逆過(guò)程，上升階段和下落階段具有對(duì)稱性。此時(shí)必有如下規(guī)律：①時(shí)間對(duì)稱性

物體在上升過(guò)程中從某點(diǎn)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間和從最高點(diǎn)落回該點(diǎn)所用的時(shí)間相等。大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆4.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)②速度對(duì)稱性

物體上拋時(shí)的初速度與物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小相等、方向相反。物體上升過(guò)程中經(jīng)過(guò)一段區(qū)間時(shí)速度的變化量的大小和下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)同一段區(qū)間時(shí)速度的變化量的大小相同。(2)多解性物體通過(guò)拋出點(diǎn)上方的某一點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)時(shí)刻，因?yàn)槲矬w可能處于上升階段，也可能處于下落階段。大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆4.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆（2）整體法：全過(guò)程看作初速度為v0、加速度為-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選取v0的方向?yàn)檎较颍瑒tvt=v0-gt,5.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法（1）分段法：上升階段是a=-g、初速度為v?的勻變速直線運(yùn)動(dòng)；下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng)。(1)vt>0時(shí)，物體處于上升階段；vt<0時(shí)，物體處于下落階段。(2)h>0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)的上方；h<0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)的下方【典例4】一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動(dòng)。已知它在第1s內(nèi)的位移恰為它在最后1s內(nèi)位移的三分之一、則它開(kāi)始下落時(shí)距地面的高度為（不計(jì)空氣阻力，g=

10m/s2）(

)A

．11.25mB

．15mC

．20m

D

．31.25m大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆C【變式】房檐滴水，每隔相等時(shí)間積成一滴水下落，當(dāng)?shù)谝坏温涞貢r(shí)，第6滴剛好形成，觀察到第5、6滴距離約1m，則房高為(

)A

．16mB

．25m

C

．30mD

．36m大單元

知識(shí)解讀知識(shí)點(diǎn)三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)☆☆☆B【典例5】疫情期間一位調(diào)皮的兒童居家隔離，缺少高空拋物的危險(xiǎn)意識(shí)。該兒童在自家樓上（20層樓）玩耍時(shí)，從窗戶伸出手把一個(gè)小鋼球以20m/s

的初速度豎直向上拋出，小鋼球的位移大小為10m時(shí)。（1）求小鋼球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為多少？（2）求小鋼球運(yùn)動(dòng)的速度可能為多大？大單元

重難點(diǎn)拓展題型一：運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解問(wèn)題大單元

重難點(diǎn)拓展題型一：運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解問(wèn)題【變式】一氫氣球以10m/s

的速度勻速上升，升至離地面75m的高空，從氫氣球的吊籃中掉下一個(gè)蘋(píng)果，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2

，求：（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間蘋(píng)果落到地面；（2）蘋(píng)果落地時(shí)的速度是多大；（3）蘋(píng)果離地最大的高度是多少。大單元

重難點(diǎn)拓展題型一：運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解問(wèn)題

大單元

重難點(diǎn)拓展題型二：

自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題大單元

重難點(diǎn)拓展題型二：

自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題【變式】哈三中社團(tuán)活動(dòng)進(jìn)行了一次打擊偵察無(wú)人機(jī)的模擬活動(dòng)，如圖AB為豎直方向的發(fā)射器，“炮彈”

P可以視為質(zhì)點(diǎn)，調(diào)節(jié)發(fā)射器設(shè)置參數(shù)使P在AB階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為40m/s2

，有一無(wú)人機(jī)距離地面高度H=3.95m

，長(zhǎng)度d=0.2m

，不考慮無(wú)

人機(jī)自身的高度，當(dāng)無(wú)人機(jī)以4m/s

向左勻速直線運(yùn)動(dòng)到C時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P從A點(diǎn)立即開(kāi)始做加速，離開(kāi)AB后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，AB高度h=0.8m

，AB與CD水平距離為L(zhǎng)=4m

。g=10m/s2。（1）求P距地面上升的最大高度。（2）求P從開(kāi)始加速到與無(wú)人機(jī)達(dá)到相同高度所用時(shí)間。（3）

問(wèn)P與無(wú)人機(jī)是否能在空中相遇？說(shuō)明理由。大單元

重難點(diǎn)拓展題型二：

自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋