人教版(2023)必修第一冊(cè)物理高中 2.4 自由落體運(yùn)動(dòng)(共30張PPT)

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人教版(2023)必修第一冊(cè)物理高中

2.4自由落體運(yùn)動(dòng)

生活中常見(jiàn)的落體運(yùn)動(dòng)

重的物體下落快，輕的物體下落慢

亞里士多德

什么因素能夠影響物體下落的快慢？

重量？

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

邏輯推理

矛盾！

前提：重的物體下落得快

伽利略

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

科學(xué)漫步

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

演示1：

紙片和粉筆從同一高度靜止下落

現(xiàn)象：

不同的形狀受到的空氣阻力不同，對(duì)下落的快慢影響較大。

演示2：

紙團(tuán)和粉筆從同一高度靜止下落

現(xiàn)象：

紙團(tuán)和粉筆幾乎同時(shí)落地。

分析：

紙片下落的慢。

實(shí)驗(yàn)探究

物體下落的快慢跟哪些因素有關(guān)呢？

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

實(shí)驗(yàn)探究

分析：

物體下落的快慢跟哪些因素有關(guān)呢？

自由下落的快慢跟重量無(wú)關(guān)，與空氣阻力有關(guān)

驗(yàn)證：

讓輕重不同的物體在真空中同時(shí)下落

牛頓管實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：物體下落快慢與物體的輕重?zé)o關(guān)。（忽略空氣阻力）

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

實(shí)驗(yàn)探究

分析：

物體下落的快慢跟哪些因素有關(guān)呢？

自由下落的快慢跟重量無(wú)關(guān)，與空氣阻力有關(guān)

驗(yàn)證：

讓輕重不同的物體在真空中同時(shí)下落

牛頓管實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：沒(méi)有空氣阻力，輕、重物體下落得一樣快

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

1.自由落體運(yùn)動(dòng)的定義：

物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)

2.做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:

（1）只受重力（2）初速度為零

判斷下列物體是否在做自由落體運(yùn)動(dòng)

⑴向地面用力擲一小石塊；

⑵棉花團(tuán)落地；

⑶蹦極

自由落體運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中真實(shí)存在嗎？

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

☆梳理深化

1、定義：

物體只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

2、條件：

（1）初速度為0（2）只受重力作用(受力的唯一性）

自由落體運(yùn)動(dòng)的定義及條件

一、自由落體運(yùn)動(dòng)

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

☆鞏固提升

例題1：以下關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是（）

A.物體從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)

B.物體在只有重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)

C.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，僅受重力作用的落體運(yùn)動(dòng)

D.在有空氣的空間里，如果空氣阻力的作用較小，可能忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落運(yùn)動(dòng)就可以看做是自由落體運(yùn)動(dòng)

一、自由落體運(yùn)動(dòng)

C

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

練習(xí)1、由于風(fēng)的吹動(dòng)作用，從樹(shù)上同一高度處，一個(gè)果實(shí)和一片黃葉同時(shí)從靜止開(kāi)始下落到地面上，下列說(shuō)法正確的是（）

A.果實(shí)和樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成是自由落體運(yùn)動(dòng)

B.果實(shí)可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，而樹(shù)葉不能看成是自由落體運(yùn)動(dòng)

C.假如地球上沒(méi)有空氣，則果實(shí)和樹(shù)葉會(huì)同時(shí)落地

D.在月球表面無(wú)初速度放開(kāi)果實(shí)和樹(shù)葉，果實(shí)的運(yùn)動(dòng)能看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，而樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)不能看成是自由落體運(yùn)動(dòng)

BC

一、自由落體運(yùn)動(dòng)

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

☆交流討論

（1）如何測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度？有哪些實(shí)驗(yàn)步驟？

（2）自由落體加速度有什么特點(diǎn)？

二、自由落體加速度

研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

☆梳理深化

【實(shí)驗(yàn)原理】

【實(shí)驗(yàn)裝置】

重物拖著紙帶豎直下落時(shí),如果紙帶阻力和空氣阻力比重物的重力小得多,可近似認(rèn)為重物做自由落體運(yùn)動(dòng).

把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上,使兩個(gè)紙帶限位孔上下對(duì)齊,如圖所示.

二、自由落體加速度

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

【實(shí)驗(yàn)步驟】

①把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上,連接好電源.

②把紙帶穿過(guò)兩個(gè)紙帶限位孔,下端用鐵夾連到重物上,讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

③用手捏住紙帶上端,把紙帶拉成豎直狀態(tài),打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,松開(kāi)手讓重物和紙帶自由下落.

④重復(fù)幾次,選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶分析計(jì)算.

二、自由落體加速度

c

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

重力加速度

大?。篻=9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)g值可取10m/s2

注意：沒(méi)有特別說(shuō)明，都按g=9.8m/s2進(jìn)行計(jì)算

方向：豎直向下

圖對(duì)比結(jié)論：（1）地球上不同地方重力加速度的值大小不一樣；

（2）一般隨著緯度的增大而增大，

赤道處重力加速度g值較小，兩極g值較大。

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用

問(wèn)1.通過(guò)前面的研究，請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)自由落體的運(yùn)動(dòng)是怎樣的運(yùn)動(dòng)？

問(wèn)2.根據(jù)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，你能推導(dǎo)出自由落體的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式嗎？

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

自由落體運(yùn)動(dòng)基本公式

勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

V=0a=g

x=h

自由落體運(yùn)動(dòng)

0

g

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

測(cè)反應(yīng)時(shí)間

教師捏住直尺的刻度值最大處，將直尺提起，學(xué)生將右手的拇指和食指分開(kāi)，并將兩手指放在直尺零刻度的位置兩邊。當(dāng)教師將手松開(kāi)時(shí)，學(xué)生立即合攏捏住直尺。

要領(lǐng)

問(wèn)3.根據(jù)情境，你是否可以利用反應(yīng)尺定量地測(cè)量同桌的反應(yīng)時(shí)間

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

閱讀課本P48科學(xué)漫步

問(wèn)4：伽利略在研究運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，創(chuàng)造了一套科學(xué)方法，給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素，這些要素包含以下幾點(diǎn)，如下框圖所示

其中與方框4相對(duì)應(yīng)的是

A．提出猜想B．?dāng)?shù)學(xué)推理

C．實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)D．合理外推

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

(3)他每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，測(cè)得AB＝11.63cm，BC＝13.17cm。則打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______m/s，測(cè)得的自由落體加速度g＝________m/s2，造成實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是__________________________(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

三、自由落體的規(guī)律

勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一切推論公式，如平均速度公式、逐差相等公式、初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的比例式，都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。

(1)速度與時(shí)間的關(guān)系式：v＝.

(2)位移與時(shí)間的關(guān)系式：x＝.

(3)速度與位移的關(guān)系式：v2＝.

0

g

自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，把v0＝和a＝代入勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式可得

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

【例】一物體自由落體運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)速度是30m/s(g取10m/s2)。問(wèn)：

(1)它從開(kāi)始下落到地面所需時(shí)間；

(2)它開(kāi)始下落時(shí)離地面的高度；

(3)它在最后1s內(nèi)下落的高度。

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

【訓(xùn)練2】(2023·湖北孝昌縣第一高級(jí)中學(xué)高一期中)a、b兩個(gè)小球重力之比為1∶2，從高度之比為9∶1處它們各自做自由落體運(yùn)動(dòng)，則()

A．落地時(shí)速度之比3∶2B．下落過(guò)程重力加速度之比1∶2

C．下落過(guò)程中平均速度之比9∶1D．下落時(shí)間之比3∶1

D

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

課堂小結(jié)

自由落體運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

自由落體加速度：g=9.8m/s2或g=10m/s2

定義：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。

規(guī)律

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

1．(自由落體運(yùn)動(dòng)的理解)下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()

A．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B．從豎直上升的熱氣球吊籃中掉下的物體的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)

C．在空氣中下落的雪花的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)

D．只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)必定是自由落體運(yùn)動(dòng)

A

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

2．(自由落體加速度的理解)(多選)下列關(guān)于重力加速度的說(shuō)法正確的是()

A．重力加速度g是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向

B．在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差別不大

C．在地球上同一地點(diǎn)，輕石塊與重石塊做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是相同的

D．緯度越低的地方，重力加速度g值越小

解析重力加速度是矢量，方向總是豎直向下。地球上同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都是相同的，地球上不同地方g的大小一般是不同的，但差別不大，緯度越低的地方，g值越小，故選項(xiàng)B、C、D正確。

答案BCD

BCD

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

3．(研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)某物理實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz。按實(shí)驗(yàn)要求安裝好裝置，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)穩(wěn)定后，把小球由靜止釋放。在紙帶上打下一系列的點(diǎn)跡。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得到多條打下點(diǎn)跡的紙帶。

(1)紙帶的選擇：應(yīng)選擇最初兩點(diǎn)之間的距離約為_(kāi)_________mm(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)；

解析(1)根據(jù)自由落體位移與時(shí)間關(guān)系式可知在t＝0.02s內(nèi)的位移約為2mm，則紙帶應(yīng)選擇最初兩點(diǎn)之間的距離約為2mm的紙帶，這樣的紙帶打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為零。

(2)為達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)效果，小球應(yīng)該選擇________；

A．小木球B．小塑料球C．小鋁球D．小鐵球

解析(2)為保證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，需要小球的重力遠(yuǎn)大于所受阻力，所以選擇密度大的小鐵球D。

博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之

(