第5节 自由落体运动（教学课件）物理鲁科版2019必修第一册

高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动 第五节 自由落体运动 用一把刻度尺就可以粗略测量你的反应时间，你相信吗？ 从发现释放刻度尺，到抓住刻度尺的时间便是反应时间。 操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，发现前者释放时马上捏住。且在捏的过程中手不能上下移动。 = 刻度尺下落的时间 刻度尺下落的位移 刻度尺下落的位移，即后者所捏处的刻度值。 知道下落的位移就能知道下落的时间！ 一、自由落体运动的特点 物体下落是一种常见的运动。不同物体下落规律是否相同？ 亚里士多德 物体下落快慢由物体重力决定 如是说：物体越重 下落越快 研究方法：观察——思考 伽利略 ？ 假设重快轻慢成立 将重与轻绑一起 更重 落得更快 互相影响 落得比轻快比重慢 矛盾！ 一、自由落体运动的特点 羽毛和硬币下落得一样快吗？ 物体下落是一种常见的运动。不同物体下落规律是否相同？ 硬币比羽毛下落快很多 羽毛与硬币下落的快慢几乎一样 羽毛下落比硬币慢，速度接近硬币 在真空环境时，羽毛与硬币下落的快慢相同。 质量不同的物体在真空环境中下落运动规律是一样的 在物理学中，将物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动 一、自由落体运动的特点 理解： 1、只受“重力”和“从静止开始下落”是判断是否为自由落体运动的条件。 2、只要V0=0，G>>f (其他作用力）的运动可以看作自由落体运动。 例1 下列哪个物体的运动可视为自由落体运动？ A、枯黄的树叶从树枝上落下 B、钢笔从桌子边缘被碰落 C、石头从水面沉到水底 D、熟透的柚子从树上掉下 空气阻力不能忽略 初速度不为0 受到浮力作用 重力远大于空气阻力，空气阻力可忽略，初速度为0 在物理学中，将物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动 一、自由落体运动的特点 自由落体运动有什么规律呢？ 打点计时器研究自由落体运动 由刻度尺测得 OA = 6.63 cm AB = 8.16 cm BC = 9.70cm CD = 11.23 cm 1.53 cm 1.54 cm 1.53 cm 相同时间相邻位移差： 在误差范围内相等 结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 一、自由落体运动的特点 自由落体运动有什么规律呢？ 用频闪相机研究自由落体运动 28.0cm 36.6cm 46.2cm 57.0cm 69.0cm 82.2cm 96.5cm 在误差范围内，测得相同时间相邻位移差相等。 结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 二、自由落体运动的加速度 自由落体运动是一种初速度为 0 的匀加速直线运动 速度时间规律： 位移时间规律： 速度位移规律： 科学研究表明，物体自由下落时具有的加速度源于物体所受的重力作用，称为重力加速度，用g表示。若下落位移改用h表示 根据自由落体运动的规律，利用前面测反应时间的小实验，你能够计算出自己的反应时间吗？ 1.在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同； 2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下g 取9.8m/s2 ，粗略计算时g 取10m/s2 .（初中学过的常数g =9.8N/㎏，实质上是这里的重力加速度） 3.重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。 二、自由落体运动的加速度 赤道：g=9.780m/s2 北京：g=9.801m/s2 北极：g=9.832m/s2 随纬度升高，重力加速度增大。 莫斯科：g=9.816m/s2 离地心越远，重力加速度越小 测塔高 一个小球从塔顶做自由落体运动，最后1s内落下的距离是塔高的9/25,求塔高。 分析： 1、物体做自由落体运动，如果能求出物体下落所用的全部时间，则可以利用自由落体规律求出塔高。 2、设物体共用时间为t，则最后1s内下落的高度是塔高的9/25转化为数学语言是： t t-1 H h 三、自由落体运动规律探索回眸 自由落体运动是一种最简单的变速运动，即匀变速直线运动。 如何证实？ ：落体运动时间太快，无法准确测量。 困难 解决思路 ：使物体运动速度尽量放慢，运动时间尽量延长。 方法 ：从直接研究自由落体运动，转向研究物体在斜面上的运 动，然后进行逻辑推理。 猜想假设 逻辑推理 实验验证 合理外推 当物体从静止开始运动时，只要物体的位移与所用时间的平方成正比，就可判定。 三、自由落体运动规律探索回眸 让小球从斜面的不同位置自由滚下 观测小球多次从不同起点滚动的位移与所用时间平方的比值 是否能够观测到 小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动 三、自由落体运动规律探索回眸 不断加大斜面的倾角，重复实验。 发现：相同倾