2.4自由落体运动-2022-2023学年高一物理精品课件（2019人教版必修第一册）

2.4自由落体运动 第二章 匀变速直线运动的研究 晓峰物理 站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？ 情景引入 生活中的落体运动 影响落体运动快慢的因素？ 重的物体比轻的物体下落的快 作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。 他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典 问题不这么简单？ 最早研究这个问题的，大概要算古希腊学者亚里士多德。 亚里士多德：前384-前322 一、自由落体运动 伽利略的逻辑推理 重物与轻物下落应该同样快 重物和轻物拴在一起 重物被轻物拖着而减慢，轻物被重物拖着而加快 总质量增加 速度小于重物单独下落的速度 速度大于重物单独下落的速度 两个结论相互矛盾 v12＞8 v1=8 v2=4 4<v12<8 伽利略 影响落体运动快慢的因素？ 一、自由落体运动 影响落体运动快慢的因素？ 空气阻力对物体的下落有影响？ 轻重不同的物体下落快慢的研究（牛顿管实验） 质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。 把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。 有空气时现象：轻的物体下落比重的下落慢。 将牛顿管抽成真空 现象：轻重不同的物体下落快慢相同。 在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力） 实验结论： 实 验 一、自由落体运动 只受重力、初速度为0 空气阻力很小时，物体从静止开始时的下落也可近似看作自由落体运动。 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 条件： 理想化物理模型 近似条件： 【例题1】关于自由落体运动，下列说法正确的是 (　　) A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动 B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可以看成自由落体运动 C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动 D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动 自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，A选项中没有明确物体只受重力作用，故错误；D选项中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D错误；如果空气阻力可以忽略不计，从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，B正确，C错误。 解析： B 典例解析 ⑴固定打点计时器 ⑵系好重物，穿好纸带 ⑶打开电源，释放纸带 ⑷关闭电源，取下纸带 ⑸改变重物的质量，重复实验 实验装置 实验步骤 实 验 测量和记录 a1=9.71m/s2 a2=9.63m/s2 a3=9.67m/s2 m/s2 m/s2 数据分析 实 验 三、自由落体加速度 同一地点,一切物体自由下落过程中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示. 定义： 大小： 一般取 g=9.8m/s2 ，粗略计算可取 g=10m/s2 。 方向： 竖直向下（垂直于当地水平面向下）。 用手机测自由落体加速度 做一做 四、自由落体运动规律 匀变速直线运动 自由落体运动 自由落体运动 (v0 = 0, a = g , x = h ) 【例题2】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10 m/s2) ⑴此屋檐离地面多高？ ⑵滴水的时间间隔是多少？ 方法一：用基本公式法求解 设屋檐离地面高为h，滴水的时间间隔为Δt。 则：第2滴的位移 第4滴的位移 又由于h2－h4＝1.6 m 由①②③得：Δt＝0.2 s 屋檐高 ① ② ③ 解析：　 典例解析 【例题2】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10 m/s2) ⑴此屋檐离地面多高？ ⑵滴水的时间间隔是多少？ 解析：　 方法二：用平均速度法求解 设滴水间隔为Δt，水滴经过窗子过程中的平均速度 由v＝gt得： 下落到第3滴所在位置时的速度为v＝2gΔt 则Δt＝0.2 s 屋檐高 典例解析 【例题2】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时