自由落體運動課件-2024-2025學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

第二章勻變速直線運動的研究

2.4自由落體運動生活中的下落現(xiàn)象導入新課請思考：不同物體下落的有快有慢。是重的物體下落得快呢，還是輕的物體下落得快？

生活中物體下落是一種常見的運動，這種運動有沒有一定的規(guī)律可循呢？

在教室內拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個團。讓紙團和另一張紙在同樣的高度落下，看看哪一個下落得快？

結合實驗及生活中的經(jīng)驗，討論：什么因素影響物體下落的快慢？影響落體運動快慢的因素可能是空氣阻力的作用。亞里士多德

亞里士多德認為物體下落的快慢跟它的輕重有關，重的物體下落得快。

物體下落的運動是司空見慣的，但人類對它的認識卻經(jīng)歷了差不多兩千年的時間。最早研究這個問題的，大概要算古希臘學者亞里士多德了。樹葉石頭自由落體運動重物被輕物拖累重物輕物綁一起更重邏輯的力量亞里士多德v12＞8v1=8v2=44<v12<8結論與假設

出現(xiàn)了矛盾！

物體下落的快慢是由物體本身的重量決定的，物體越重，下落得越快；反之，則下落得越慢。伽利略老亞，你錯了那么，輕重不同的物體下落的情況到底怎樣？下面我們一起來做個比較精細的實驗，仔細研究一下。輕重不同的物體下落快慢的研究抽成真空

甲，一個兩端封閉的玻璃管(也稱牛頓管)，其中一端有一個開關，玻璃管可以與外界相通。把質量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時開始下落，觀察物體下落的情況。

乙，把玻璃管里的空氣抽出去，再次觀察物體下落的情況。有空氣結論：輕的物體和重的物體下落得同樣快。實驗演示：

在現(xiàn)實生活中人們之所以看到物體下落的快慢不同，是因為空氣阻力的影響。如果沒有空氣阻力，所有物體下落的快慢都一樣。定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫作自由落體運動。特點：①從靜止開始下落，即初速度v0為零。②只受重力。

在有空氣的空間，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體運動。

由上面的實驗我們可以看到，自由落體運動是加速運動。那么，它的加速度在下落過程中是否變化呢？

如圖，固定打點計時器，紙帶一端系著重物，另一端穿過計時器。用手捏住紙帶上端，啟動打點計時器，松手后重物自由下落，計時器在紙帶上留下一串小點。

仿照前面對小車運動的研究，測量重物下落的加速度。

改變重物的質量，重復上面的實驗。研究自由落體運動的規(guī)律

紙帶夾子重物打點計時器實驗自由落體加速度

對不同物體進行的實驗結果表明，在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同。③方向：豎直向下。①定義：物體在自由落體運動中的加速度叫作自由落體加速度，

也叫作重力加速度。②符號：通常用g表示。④大?。阂话鉭=9.8m/s2，粗略計算g=10m/s2。精確的實驗發(fā)現(xiàn)，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。

你從表中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律嗎？你能嘗試解釋這個規(guī)律嗎？嘗試解釋就是作出猜想。①重力加速度隨緯度的增加而增大。②地球是一個兩極稍扁赤道略鼓的不規(guī)則球體，所以極地半徑比赤道半徑小。做一做用手機測自由落體加速度一做很多智能手機都有加速度傳感器。安裝能顯示加速度情況的應用程序，會看到紅、綠、藍三條加速度圖線，它們分別記錄手機沿圖所示坐標軸方向的加速度變化情況。把手機放在水平桌面上，讓手機在桌面上沿x軸或y軸方向平移一下，可以看到屏幕上加速度圖像的紅線或綠線出現(xiàn)一個波峰；把手機平放在手掌上，讓手機在豎直方向移動一下，可以看到藍色圖線發(fā)生變化。藍色圖線記錄手機豎直方向的加速度，測自由落體加速度，就是看藍色圖線。用手托著手機，打開加速度傳感器，手掌迅速向下運動，讓手機脫離手掌而自由下落，然后接住手機，觀察手機屏幕上加速度傳感器的圖像。從圖中可以看到，藍色圖線有一小段時間的數(shù)值是－10m/s2，這就是自由落體的加速度，方向向下。我們還能看到，自由落體之后有一個向上的波峰，這是用手接住手機時手機做減速運動的加速度，方向向上。手機截屏

自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以，勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動。學以致用1、甲重物的重力是乙重物重力的3倍，它們在同一高度同時自由下落，則下列說法正確的是（

）A、甲比乙先落地B、甲比乙的加速度大C、甲、乙同時落地D、無法確定誰先落地C2.關于自由落體運動的加速度，下列說法正確的是（

）A、重的物體下落的加速度大B、同一地點，輕重不同的物體下落的加速度一樣大C、加速度在地球任意地方都一樣大D、加速度在赤道比在地球兩級大B3.一石塊從50m高處開始做自由落體運動（g=

10m/s2），則石塊下落后(

)

A

．第1s內的位移為10m

B

．第3s末的速度為45m/s

C

．第2s內的平均速度為10m/s

D

．前3s內的平均速度為15m/sD4.（多選）關于自由落體運動，下列說法正確的是（）A．初速度為零、豎直向下的勻加速直線運動是自由落體運動B．僅在重力作用下的運動叫自由落體運動C．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動D．當空氣阻力的作用較小，可以忽略不計時，物體由靜止開始自由下落的運動可視為自由落體運動CD5.關于伽利略對自由落體運動的研究，說法不正確的是()A．在同一地點，重的物體和輕的物體下落一樣快B．伽利略猜想運動速度與下落時間成正比，并直接用實驗進行了驗證C．伽利略通過數(shù)學推演并用小球在斜面上驗證了位移與時間的平方成正比D．伽利略思想方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學推演)和諧地結合起來B6.用如圖甲的裝置研究自由落體運動規(guī)律。已知打點計時器的工作頻率為50Hz。(1)部分實驗步驟如下：A.打點完畢，關閉電源，取出紙帶B.把打點計時器固定在夾板上，讓紙帶穿過限位孔C.啟動電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開重物D.使重物?？吭诖螯c計時器附近，重物與紙帶相連上述實驗步驟的正確順序是________。BDCA(2)圖乙中標出的A、B、C、D、E中相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則計數(shù)點C對應的瞬時速度大小為vC＝_____m/s(計算結果保留三位有效數(shù)字)。2.18(3)根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)計算重物的加速度大小g＝

m/s2(計算結果保留三位有效數(shù)字)。9.737.一個物體從h高處自由下落（空氣阻力不計），所用的時間是3s，（g取10m/s2）（1）求物體下落的高度h（2）落地時速度的大?。?）物體下