2.4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

4 自由落体运动 第二章 匀变速直线运动的研究 导入新课 美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放铁锤和羽毛，看到铁锤和羽毛同时落到月球表面。如果在地球上做相同的实验，我们能看到上述现象吗？为什么？若不能，在地球上什么情况下，质量不同的两个物体下落的可能一样快？ 导入新课 （2）你听说过有关意大利比萨斜塔的故事吗？据说伽利略曾在比萨斜塔上做过落体实验，如图所示，你知道伽利略是如何探究自由落体运动规律的吗？ 交流讨论 硬币先落地 一、自由落体运动 问题1：如图所示，请你动手做一做，让纸片和硬币同时下落，你能观察到什么现象？ 揉成团的纸片和硬币的同时下落，你又能观察到什么现象？ 纸片与硬币同时落地 试分析影响物体下落快慢的因素是什么？ 影响物体下落快慢的因素是空气阻力 问题2：（真空管实验）有一根长约为1m的玻璃管，内装羽毛、小金属片、小纸片,让玻璃管竖直,观察各种物体在管中下落时的现象,再将该玻璃管抽成真空,让玻璃管竖直,观察各种物体在管中下落时的现象。管中物体两次下落的现象有什么不同？ 一、自由落体运动 问题2：（真空管实验）如图所示，有一根长约为1m的玻璃管，内装羽毛、小金属片、小纸片等，让玻璃管竖直，观察各种物体在管中下落时的现象。 小金属片下落的最快，小纸片下落的慢一些，羽毛下落的最慢 下落的一样快 再将玻璃管抽成真空，让玻璃管竖直，观察各种物体在管中下落时的现象。管中物体两次下落的现象有什么不同？ 一、自由落体运动 问题3：总结什么情况下，所有物体下落的一样快？空气中的落体运动在什么条件下可以看做自由落体运动？ 物体只受重力，或所受空气阻力可以忽略不计时，所有物体下落的一样快。 若满足空气阻力远小于重力，则物体的实际运动也可以看做自由落体运动。 一、自由落体运动 1、自由落体运动的定义：物体只在重力作用下从静止开始 下落的运动，叫做自由落体运动。 2、自由落体运动的条件：①只受重力 ②初速度为零 3、自由落体运动是一种理想化的物理模型，这种模型忽略 了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。 4、对于生活中的落体运动，若满足空气阻力远小于重力， 则物体的实际运动也可以看做自由落体运动。 梳理深化 一、自由落体运动 例1、（多选）下列说法正确的是（ ） A.初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B.仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动 C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体 运动 D.当空气阻力可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的 运动可视为自由落体运动 巩固提升 CD 一、自由落体运动 【创设情景，提出问题】 初速度为零，速度逐渐增大物体做匀加速直线运动还是做变加速直线运动？ 二、自由落体加速度 1.研究自由落体运动的规律 【制订方案，设计实验】 请列出实验器材并说明它们在实验中的作用？如何安装仪器？主要的实验步骤有哪些？ [实验器材] 打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、低压交流电源、毫米刻度尺。 二、自由落体加速度 [实验步骤] ①如图所示，将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。 ②把纸带穿过两个限位孔，下端用铁夹夹到 重物上，让重物靠近打点计时器。 ③用夹子夹住纸带上端把纸带拉成竖直状态， 接通电源，松开纸带让重物自由下落，重物 落地后立即关闭电源，打点计时器就在纸带 上打下一系列的点。 ④重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行分析。 二、自由落体加速度 【分组实验，采集数据】 实验操作过程中有哪些注意事项？在测量和数据处理中可能产生哪些误差？如何减小或者避免这些误差？ [注意事项] ①为了减少空气阻力的影响，重物应选密度大、体积小的物体，如铁锤等。 ②打点计时器应竖直固定好。 ③重物应靠近打点计时器释放，且要先接通打点计时器的电源，再放手让重物下落。 二、自由落体加速度 [数据处理] ①关于纸带的选取：从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的纸带进行测量。 ②采集数据的方法：先测量出纸带上连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，再计算出相邻两个计时点间的距离。 xAB= xOB－xOA，xBC= xOC－xOB，xCD= xOD－xOC，xDE= xOE－xOD 二、自由落体加速度 【分组实验，采集数据】 【分析论证、得出结论】 因xBC－xAB=3.9mm，xCD－xBC=3.8mm，xDE－xCD=3.8mm，在误差允许范围内Δ x都相等。根据Δx=aT2知，若Δx相等，则物体运动的a不变，就可知重物做自由落体运动的性质是匀变速直线运动。 二、自由落体加