【课件】自由落体运动+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

物物理理第4节自由落体运动第二章匀变速直线运动的研究目录 物体下落的快慢是由物体本物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的身的重量决定的。物体越重，下落得越快；反物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。之，则下落得越慢。一、自由落体运动思考：物体下落快慢与什么有关？跳伞运动跳伞运动雨滴下落雨滴下落亚里士多德亚里士多德目录实验探究一：器材：两个轻重不同的物体下落器材：两个轻重不同的物体下落结论：重的物体下落得快。结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）（亚里士多德）思考思考：重的物体一定下落得更快吗？：重的物体一定下落得更快吗？目录器材：两张相同重量的纸器材：两张相同重量的纸 （其中一张揉成团）（其中一张揉成团）结论：物体下落快慢与重量无关结论：物体下落快慢与重量无关实验探究二：目录思考思考：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？实验探究三：器材：真空实验室器材：真空实验室结论结论：没有空气阻力，轻：没有空气阻力，轻重物体下落得一样快重物体下落得一样快目录 1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫斯哥特斯哥特在月球上在月球上同时释放了同时释放了一把铁锤子一把铁锤子和和一根羽毛一根羽毛，无数观众从屏幕上看到：无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。它们并排下落，同时落到月球表面。目录亚里士多德亚里士多德伽利略伽利略历历史史的的争争论论!重物和轻物同时落地重物和轻物同时落地实验实验+数学数学观察观察+直觉直觉重物比轻物下落的快重物比轻物下落的快目录【结论】影响落体运动快慢的因素是空气阻影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。下轻重不同的物体下落快慢相同。目录1.定义：定义：物体只在物体只在重力重力作用下从作用下从静止静止开始下落的运动。开始下落的运动。2.特点特点(1)运动特点：初速度等于运动特点：初速度等于零零。(2)受力特点：只受受力特点：只受重力重力作用。作用。3.实际落体运动的处理实际落体运动的处理这这种种运运动动只只在在真真空空中中才才能能发发生生，在在有有空空气气的的空空间间，如如果果空空气气阻阻力力的的作作用用比比较较小小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。自由落体运动目录思考思考：跳伞运动员从飞机上跳下后，在空中下落一段时间再打开降落伞，运动员在空中下落时，可以看成是自由落体运动吗？提提示示：运运动动员员下下落落时时，除除受受重重力力之之外外还还受受到到空空气气阻阻力力作作用用，一一开开始始的的阶阶段段，空空气气阻阻力力相相对对重重力力来来说说比比较较小小，运运动动员员的的下下落落可可近近似似看看作作自自由由落落体体运运动动。打打开开降降落落伞伞后后，受受到到的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。目录二、二、研究自由落体运动的规律研究自由落体运动的规律1实验器材实验器材打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺。思考思考：自由落体运动是什么性质的运动？：自由落体运动是什么性质的运动？自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0 0的的匀加速匀加速直线运动？直线运动？实验验证目录2实验步骤(1)按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器。(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点，重物落地后立刻关闭电源。(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理。目录4 4实验结论实验结论自自由由落落体体运运动动是是初初速速度度为为零零、加加速速度度恒恒定定(约约为为9.8m/s2，与物体的质量无关，与物体的质量无关)的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。目录思考思考：同一地点，不同物体的加速度（大小、方向）相同吗？：同一地点，不同物体的加速度（大小、方向）相同吗？频闪照相技术目录思考：各地的自由落体运动都是匀加速吗？目录阅读课本第51页的表格一些地点的重力加速度精确的实验发现，地球表面不同地方的重力加速度一般是不同的。思考：重力加速度有何规律？目录自由落体加速度定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。方向：竖直向下。大小(1)g值随纬度升高而增大，随高度增加而减小。(2)一般计算中g可以取9.8m/s2或10m/s2。目录【例例1】(多选多选)关于自由落体加速度，下列说法正确的是关于自由落体加速度，下列说法正确的是()BCDA物体的质量越大，下落时加速度就越大物体的质量越大，下落时加速度就越大B在在同同一一高高度度同同时时由由静静止止释释放放一一大大一一小小两两个个金金属属球球，二二者者同同时时着着地地，说说明明二二者者运运动的加速度相同，这个加速度就是当地的自由落体加速度动的加速度相同，这个加速度就是当地的自由落体加速度C北北京京的的自自由由落落体体加加速速度度为为9.8m/s2，说说明明在在北北京京做做自自由由落落体体运运动动的的物物体体每每经经过过1s速度增加速度增加9.8m/sD北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下目录目录【训练训练1】(多选多选)下列关于自由落体运动及重力加速度的说法正确的是下列关于自由落体运动及重力加速度的说法正确的是()BCA竖直向下的运动一定是自由落体运动竖直向下的运动一定是自由落体运动B熟透的苹果从树枝开始下落的运动可被视为自由落体运动熟透的苹果从树枝开始下落的运动可被视为自由落体运动C相同地点，轻、重物体的相同地点，轻、重物体的g值一样大值一样大Dg值在赤道处大于在北极处值在赤道处大于在北极处目录【例2】某同学用如图所示的装置测量自由落体加速度g，并得到一段纸带。(1)该实验使用电火花计时器，对于其使用的电源，下列说法正确的是_；A可以使用两节干电池对其供电B8V左右的交流电源C220V的交流电源D220V的直流电源C目录(2)关于该实验的操作，下列说法正确的是_；A在固定电火花计时器时，应调整计时器上下限位孔在同一竖直线上B在手松开纸带时，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上C应该在手松开纸带后再启动计时器D为了保证纸带竖直下落应该将拉纸带的手靠在电火花计时器限位孔上，再释放纸带解析(2)打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，A正确；在手松开纸带时，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，B正确；应该是先启动计时器后再松开纸带，C错误；为了保证纸带竖直下落应该将重物靠近电火花计时器限位孔再释放纸带，D错误。AB目录(3)他每两个点取一个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为0.04s，测得AB11.63cm，BC13.17cm。则打B点时重物的瞬时速度为_m/s，测得的自由落体加速度g_m/s2，造成实验误差的主要原因是_(计算结果均保留3位有效数字)。目录三三、自由落体的规律自由落体的规律匀匀变变速速直直线线运运动动的的一一切切推推论论公公式式，如如平平均均速速度度公公式式、逐逐差差相相等等公公式式、初初速速度度为为零零的的匀匀变变速速直直线线运运动动的的比比例例式，都适用于自由落体运动。式，都适用于自由落体运动。(1)速度与时间的关系式：速度与时间的关系式：v .(2)位移与时间的关系式：位移与时间的关系式：x .(3)速度与位移的关系式：速度与位移的关系式：v2 .0g自自由由落落体体运运动动是是初初速速度度为为0的的匀匀加加速速直直线线运运动动，把把v0 和和a 代代入入匀匀变变速速直直线线运运动动的公式可得的公式可得目录【例3】一物体自由落体运动，落地时速度是30m/s(g取10m/s2)。问：(1)它从开始下落到地面所需时间；(2)它开始下落时离地面的高度；(3)它在最后1s内下落的高度。目录目录【训训练练2】(2021湖湖北北孝孝昌昌县县第第一一高高级级中中学学高高一一期期中中)a、b两两个个小小球球重重力力之之比比为为1 2，从高度之比为从高度之比为9 1处它们各自做自由落体运动，则处它们各自做自由落体运动，则()A落地时速度之比落地时速度之比3 2B下落过程重力加速度之比下落过程重力加速度之比1 2 C下落过程中平均速度之比下落过程中平均速度之比9 1D下落时间之比下落时间之比3 1D目录课课 堂堂 小小 结结自由落体运动运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。自由落体加速度：g=9.8m/s2 或g=10m/s2定义：物体只在重力重力作用下从静止静止开始下落的运动。规律目录1234随堂对点自测1(自由落体运动的理解)下列关于自由落体运动的说法正确的是()A自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 B从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动 C在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动 D只在重力作用下的运动必定是自由落体运动A目录12342(自由落体加速度的理解)(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是()A重力加速度g是标量，只有大小，没有方向B在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大C在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的D纬度越低的地方，重力加速度g值越小解析重力加速度是矢量，方向总是竖直向下。地球上同一地点，一切物体做自由落体运动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，但差别不大，纬度越低的地方，g值越小，故选项B、C、D正确。答案BCDBCD目录12343(研究自由落体运动的规律)某物理实验小组利用如图所示装置通过自由落体运动测定重力加速度。已知当地重力加速度g为9.80m/s2，打点计时器频率为50Hz。按实验要求安装好装置，启动计时器，打点稳定后，把小球由静止释放。在纸带上打下一系列的点迹。通过多次实验，得到多条打下点迹的纸带。(1)纸带的选择：应选择最初两点之间的距离约为_mm(结果保留1位有效数字)；解析(1)根据自由落体位移与时间关系式可知在t0.02s内的位移约为2mm，则纸带应选择最初两点之间的距离约为2mm的纸带，这样的纸带打第一个点时的速度为零。(2)为达到较好的实验效果，小球应该选择_；A小木球 B小塑料球 C小铝球 D小铁球解析(2)为保证小球做自由落体运动，需要小球的重力远大于所受阻力，所以选择密度大的小铁球D。目录1234(3)在选择好的纸带上，测量出各点到第一个点的距离x和对应的运动时间t。在坐标纸上，以x为纵坐标，以_为横坐标，描绘出的图像为一条过原点的直线，测得斜率为k，可测得重力加速度g0_；(4)若测得的加速度g0略小于当地重力加速度g，其原因可能是:_。目录12344(自由落体运动规律的应用)从离地面125m高的空中静止释放一小球，小球自由落下，取g10m/s2，求：(1)小球经过多长时间落到地面；(2)小球的落地速度大小；(3)自开始下落计时，小球最后1s内的位移大小。