2.4自由落體運(yùn)動(dòng)（課件）高中物理一體化資源

位移正負(fù)vt

矢正負(fù)

自由落體剎車2.4自由落體運(yùn)動(dòng)

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究人教版高中物理必修一世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的磁懸浮列車——“上海磁浮”，已于2003年10月1日正式運(yùn)營(yíng)。據(jù)報(bào)道，上海磁浮線路總長(zhǎng)33km，一次試車時(shí)全程行駛了約7min30s，其中以430km/h的最高速度行駛約30s。磁懸浮列車的行駛速度比汽車快得多，是不是它的加速度也會(huì)很大？學(xué)過(guò)這一章后請(qǐng)你根據(jù)報(bào)紙上的數(shù)據(jù)，再按照實(shí)際情況給出一些簡(jiǎn)化的假設(shè)，自己嘗試著估算它的加速度。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。(物理觀念)2.理解自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),并掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能解釋或解決生活中的具體問(wèn)題。(科學(xué)思維)3.認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)推理在物理學(xué)研究以及對(duì)科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步中的作用和重大意義。(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)導(dǎo)入新課站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個(gè)物體從同一高度同時(shí)落下，你認(rèn)為哪個(gè)物體下落得快？在教室內(nèi)拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個(gè)團(tuán)。讓紙團(tuán)和另一張紙?jiān)谕瑯拥母叨嚷湎拢纯茨囊粋€(gè)下落得快？結(jié)合實(shí)驗(yàn)及生活中的經(jīng)驗(yàn)，討論：什么因素影響物體下落的快慢？一、自由落體運(yùn)動(dòng)物體下落的運(yùn)動(dòng)是司空見(jiàn)慣的，但人類對(duì)它的認(rèn)識(shí)卻經(jīng)歷了差不多兩千年的時(shí)間。最早研究這個(gè)問(wèn)題的，大概要算古希臘學(xué)者

了。平常人們觀察到的事實(shí)是，一塊石頭比一片樹(shù)葉落得快些……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(shí)，以至于其后兩千年的時(shí)間里，大家都奉為經(jīng)典。亞里士多德一、自由落體運(yùn)動(dòng)

認(rèn)為，根據(jù)亞里士多德“重的物體下落得快”的論斷，會(huì)推出相互矛盾的結(jié)論。例如，假定一塊大石頭的下落速度為8，一塊小石頭的下落速度為4，當(dāng)把兩塊石頭捆在一起時(shí)，大石頭會(huì)被小石頭拖著而變慢，整個(gè)物體的下落速度應(yīng)該小于8；但是，把兩塊石頭捆在一起后，整個(gè)物體比大石頭要重，因此整個(gè)物體下落的速度應(yīng)該比8還要大。這種相互矛盾的結(jié)論，說(shuō)明亞里士多德“重的物體下落得快”的看法是

的。根據(jù)仔細(xì)的分析，伽利略認(rèn)為物體下落的運(yùn)動(dòng)只有一種可能性：

。伽利略錯(cuò)誤重的物體與輕的物體應(yīng)該下落得同樣快一、自由落體運(yùn)動(dòng)那么，輕重不同的物體下落的情況到底怎樣？下面我們一起來(lái)做個(gè)比較精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)研究一下。一、自由落體運(yùn)動(dòng)一、自由落體運(yùn)動(dòng)一、自由落體運(yùn)動(dòng)結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)可以看到，將玻璃管里的空氣抽出去后，沒(méi)有了空氣阻力的影響，輕的物體和重的物體下落得

。在現(xiàn)實(shí)生活中人們之所以看到物體下落的快慢不同，是因?yàn)?/p>

的影響。如果沒(méi)有空氣阻力，

。同樣快空氣阻力所有物體下落的快慢都一樣一、自由落體運(yùn)動(dòng)1.定義：物體只在

作用下

的運(yùn)動(dòng)，叫作自由落體運(yùn)動(dòng)。2.自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：（1）受力條件——

.（2）運(yùn)動(dòng)條件——

.3.性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是

運(yùn)動(dòng)。重力從靜止開(kāi)始下落只受重力作用

二者缺一不可初速度為零的勻加速直線一、自由落體運(yùn)動(dòng)4.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種

模型（1）這種模型忽略了次要因素——

,突出了主要因素——

。實(shí)際上，當(dāng)物體在空氣中下落時(shí)，由于要受空氣阻力的作用,物體

做自由落體運(yùn)動(dòng)的。

（2）當(dāng)空氣阻力

物體的重力時(shí)，

認(rèn)為物體只受重力作用,此時(shí)物體由靜止下落

看作自由落體運(yùn)動(dòng)。（3）自由落體運(yùn)動(dòng)在其他星球上

發(fā)生,但物體下落時(shí)的加速度和在地球上的

。理想化空氣阻力重力并不是遠(yuǎn)小于可以就可以也可以一般不同

C二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律由上面的實(shí)驗(yàn)我們可以看到，自由落體運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)。那么，它的加速度在下落過(guò)程中是否變化呢？二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理：重物拖著紙帶豎直下落時(shí)，如果

比重物的重力小得多，

重物僅在重力作用下運(yùn)動(dòng),根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶能分析和研究重物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。紙帶阻力和空氣阻力可以近似認(rèn)為二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)、幾個(gè)質(zhì)量不同的重物、夾子、低壓交流電源、毫米刻度尺。二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究過(guò)程：1.如圖所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

固定在

上，連接好電路。2.把紙帶穿過(guò)兩個(gè)

，下端用鐵夾夾到重物上，讓重物靠近

。3.用手捏住紙帶

,把紙帶拉成

狀態(tài)，接通

，松開(kāi)紙帶讓重物

，重物落地后

關(guān)閉電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。豎直鐵架臺(tái)限位孔打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上端豎直電源自由下落立即注意順序可以減小紙帶受到的阻力二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律4.改變

，重復(fù)幾次上面的實(shí)驗(yàn)，選取一條

的紙帶進(jìn)行分析。1.為了減少空氣阻力的影響，重物應(yīng)選

的物體,如鐵錘等。2.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)豎直固定好。3.重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器釋放，且要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放手讓重物下落。注意事項(xiàng)：密度大、體積小重物的質(zhì)量點(diǎn)跡清晰二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律數(shù)據(jù)處理：用

測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)間的距離。（1）圖像法用

求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。作v-t圖像，圖像是

，

表示加速度。（2）逐差法根據(jù)

計(jì)算加速度,判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。刻度尺

一條過(guò)原點(diǎn)的向上傾斜的直線斜率二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

二、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律9.60三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.自由落體加速度（1）定義:在同一地點(diǎn)，

物體自由下落的加速度

,這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫

加速度。通常用

表示。一切都相同重力gvtosto

v=gt斜率為g三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

豎直向下不變不相同減小增大

10三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C9.7偏小三、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（1）基本公式：自由落體運(yùn)動(dòng)是

運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論

自由落體運(yùn)動(dòng)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律→自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=+atx=t+a-=2ax===av=gth==2gh===gv=+ath=t+-=2gh===g

a→gx→h

初速度為0的勻加速直線都適用于三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（2）幾個(gè)比例式：設(shè)從t=0開(kāi)始計(jì)時(shí)，以T為時(shí)間單位，則有如下結(jié)論:

1:2:3:…:n

l:3:5:…:（2N-l）三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究BD五、豎直上拋運(yùn)動(dòng)1.條件：物體只受

，初速度

0,且方向

。2.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):加速度為

,上升階段做

運(yùn)動(dòng)，下降階段做

運(yùn)動(dòng)。3.基本規(guī)律：（1）速度公式：

.（2）位移公式：

.矢量式：h>0，在拋出點(diǎn)上方。h<0，在拋出點(diǎn)下方。vto重力不為豎直向上g勻減速直線自由落體

上升和下降過(guò)程視為互逆過(guò)程。五、豎直上拋運(yùn)動(dòng)（3）速度位移關(guān)系式：

.（4）上升的最大高度：

.（5）上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間：

.

五、豎直上拋運(yùn)動(dòng)4.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特性：（1）對(duì)稱性①

對(duì)稱:上升和下降過(guò)程經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)速度

。②