物理人教版（2023）必修第一冊 2.4自由落體運動（共29張ppt）

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第二章勻變速直線運動的研究

2.4自由落體運動

【課程標準】

(1)了解亞里士多德關(guān)于力與運動的主要觀點。

(2)了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法。認識伽利略對物體運動的研究在科學(xué)發(fā)展和人類進步上的重大意義。

(3)通過實驗探究自由落體運動，體會基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論進行質(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程，知道物體做自由落體運動的條件。

(5)通過實驗，探究自由落體運動的規(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的重力加速度可能會不同。

據(jù)(伽利略傳》記載，1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的實驗，得出了重量不同的兩小鐵球下落時間相同的結(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，糾正了這個持續(xù)了1900多年之久的錯誤給論。CCTV1《加油向未來》節(jié)目也驗證了這一結(jié)論。

情境導(dǎo)入

知識點一、自由落體運動☆

1.自由落體運動的認識過程

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＞8

v1=8

v2=4

40時，物體處于上升階段；vt0時，物體在拋出點的上方；h<0時，物體在拋出點的下方

【典例4】一個物體從某一高度做自由落體運動。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、則它開始下落時距地面的高度為（不計空氣阻力，g=10m/s2）()

A．11.25mB．15mC．20mD．31.25m

知識點三、豎直上拋運動☆☆☆

C

【變式】房檐滴水，每隔相等時間積成一滴水下落，當?shù)谝坏温涞貢r，第6滴剛好形成，觀察到第5、6滴距離約1m，則房高為()

A．16mB．25mC．30mD．36m

知識點三、豎直上拋運動☆☆☆

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意識。該兒童在自家樓上（20層樓）玩耍時，從窗戶伸出手把一個小鋼球以20m/s的初速度豎直向上拋出，小鋼球的位移大小為10m時。

（1）求小鋼球運動的時間可能為多少？

（2）求小鋼球運動的速度可能為多大？

題型一：運用自由落體運動規(guī)律求解問題

題型一：運用自由落體運動規(guī)律求解問題

【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蘋果，不計空氣阻力，g取10m/s2，求：

（1）經(jīng)過多長時間蘋果落到地面；

（2）蘋果落地時的速度是多大；

（3）蘋果離地最大的高度是多少。

題型一：運用自由落體運動規(guī)律求解問題

【典例6】如圖所示，有一空心上下無底的彈性圓筒，它的下端距水平地面的高度為H（已知量），筒的軸線豎直。圓筒軸線上與筒頂端等高處有一彈性小球，現(xiàn)讓小球和圓筒同時由靜止自由落下，圓筒碰地后的反彈速率為落地速率的，它與地面的碰撞時間都極短，可看作瞬間反彈，運動過程中圓管的軸線始終位于豎直方向。已知圓筒第一次反彈后再次落下，它的底端與小球同時到達地面（在此之前小球未碰過地）重力加速度為g，不計空氣阻力，求：

（1）圓筒第一次落地彈起后相對于地面上升的最大高度小球hmax；

（2）小球從釋放到第一次落地所經(jīng)歷的時間t以及圓筒的長度L。

題型二：自由落體運動和豎直上拋運動的綜合問題

題型二：自由落體運動和豎直上拋運動的綜合問題

【變式】哈三中社團活動進行了一次打擊偵察無人機的模擬活動，如圖AB為豎直方向的發(fā)射器，“炮彈”P可以視為質(zhì)點，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動，加速度大小為40m/s2，有一無人機距離地面高度H=3.95m，長度d=0.2m，不考慮無人機自身的高度，當無人機以4m/s向左勻速直線運動到C時，質(zhì)點P從A點立即開始做加速，離開AB后做豎直上拋運動，不計空氣阻力，AB高度h=0.8m，AB與CD水平距離為L=4m。g=10m/s2。

（1）求P距地面上升的最大高度。

（2）求P從開始加速到與無人機達到相同高度所用時間。

（3）問P與無人機是否能在空中相遇？說明理由。

題型二：自由落體運動和豎直上拋運動的綜合問題

1．（上海·統(tǒng)考高考真題）小球每隔0.2s從同一高度拋出，做初速為6m/s的豎直上拋運動，設(shè)它們在空中不相碰。第1個小