【物理】自由落体运动 课件 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

人教版(2019)必修第一册物理高中2.4 自由落体运动生活中的下落现象生活中的下落现象重的快！不一定！亚里士多德(Aristotle，前384322)伽利略(GalileoGalilei，15641642)跨越时空的对话跨越时空的对话路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心想一想想一想 如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢快慢会是什么情况呢？如果没有空气阻力的影响，所以物体下如果没有空气阻力的影响，所以物体下落的快慢会是相同的！落的快慢会是相同的！路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心想一想想一想 如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会如果没有空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的快慢会是什么情况呢是什么情况呢？路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心自由落体运动自由落体运动自由落体运动自由落体运动（1 1）定义：物体）定义：物体只在重力作用只在重力作用下，从下，从静止静止开始下落的运动。开始下落的运动。（2 2）特点：）特点：只受重力、只受重力、v0=0理想化物理模型理想化物理模型（3 3）近似条件：当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从）近似条件：当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。静止开始下落的物体可视为自由落体运动。路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心问题问题1：落体运动的快慢与什么有关：落体运动的快慢与什么有关？器材：两张纸（一厚一薄）器材：两张纸（一厚一薄）实验探究一：结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心逻辑的力量V128V1=8V2=44v128路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心器材：器材：两张纸（轻的一张揉成团）两张纸（轻的一张揉成团）结论：结论：轻的物体下落得快。轻的物体下落得快。问题问题2：重的物体一定下落得更快吗：重的物体一定下落得更快吗？实验探究二：路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究困难二：困难二：落体运动时间太快，无法准确测量落体运动时间太快，无法准确测量突破：突破：利用斜面利用斜面“冲淡冲淡”重力重力方方案案设设计计使其加速度减小使其加速度减小路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心探究：无空气影响时，物体下落的快慢探究：无空气影响时，物体下落的快慢？现象：现象：。结论：结论：。抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响空气在真空中同时落地在真空中同时落地在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中下落快慢与物体的重量无关牛顿管牛顿管路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究复原的伽利略实验装置复原的伽利略实验装置路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动速度公式速度公式速度公式速度公式位移公式位移公式位移公式位移公式位移速度公式位移速度公式位移速度公式位移速度公式平均速度公式平均速度公式平均速度公式平均速度公式自由落体运动自由落体运动自由落体运动自由落体运动自由落体运动的规律自由落体运动的规律路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心自由落体加速度自由落体加速度大量实验结果表明，在大量实验结果表明，在同一地点，同一地点，一切物体自由下落的一切物体自由下落的加速度加速度都相同都相同，这个加速度叫，这个加速度叫自由落体加速度自由落体加速度，也叫，也叫重力加速度重力加速度，通常用，通常用用用g表示表示u重力加速度方向重力加速度方向竖直向下竖直向下u大小：一般大小：一般g=9.8m/s2，粗略计算，粗略计算g=10m/s2。u两极两极 g偏大，偏大，赤道赤道g偏小偏小路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。速度速度应该是均匀变化的应该是均匀变化的 伽利略伽利略猜猜想想与与假假说说随时间均匀变化？随时间均匀变化？随位移均匀变化？随位移均匀变化？路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心赤道：赤道：g=9.780m/s2g=9.780m/s2北京：北京：g=g=9.801m/s29.801m/s2北极：北极：g=g=9.832m/s29.832m/s2莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2g=9.816m/s2随随纬纬度度升升高高，重重力力加加速速度度增增大大路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心自由落体运动的规律自由落体运动的规律路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究困难一困难一：速度无法直接测量：速度无法直接测量突破：突破：间接验证间接验证方方案案设设计计xt2若若v0=0，vt路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心困难二困难二 ：落体运动时间太短，无法准确测量落体运动时间太短，无法准确测量突破：突破：“冲淡冲淡”重力，使其重力，使其加速度减小，运动减慢加速度减小，运动减慢路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心V=V0+atV -V0=2aX2 22 2X=V0t+at221gggV=gtV =2gh2 2h=gt2 22 21 1V0=0V0=0a=ga=g公式转变公式转变公式转变公式转变路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略的探索之路伽利略的探索之路困难一.无法直接测定瞬时速度无法直接测定瞬时速度下落物体的速度是随时间均匀增加的，即 1 .大胆的猜测大胆的猜测：路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心将铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着的增大而增大。2.2.实验验证实验验证 ：时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心3.3.合理外推合理外推 伽利略用斜面实验验证了后，怎样说落体运动也符合这个规律？合理外推：合理外推：随着角度的增大，的数值在增大。当=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。路遥知马力，日久见人心路遥知马力，日久见人心伽利略在寻找自由落体运动规伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法：律中使用的方法：对现象的对现象的一般观察一般观察提出提出假设假设运用逻辑运用逻辑(包括数学包括数学)得到推论得到推论实验实验验证验证推论推论对假对假设进设进行修行修正和正和推广推广