2.4 自由落体运动-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第一册）

高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 2.4 自由落体运动 高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究 思考： 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？ 一 自由落体运动 学生实验1：让硬币和纸片从同一高度同时下落，看到什么现象？ 学生实验2：将同样大小的两张纸其中一张揉成团，让纸团和纸片从相同高度同时下落，看到什么现象？ 轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢. 假定一块大石头 的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石 头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体 的下落速度应该小于8；但是，把两块石头捆在一起后，整 个物体比大石头要重，因此整个物体下落的速度应该比8 还要大。 一 自由落体运动 一 自由落体运动 1971年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。 结论2：忽略空气阻力，轻重不同的物体下落快慢是相同的。 结论1：影响物体下落快慢的因素是 空气阻力。 一 自由落体运动 一 自由落体运动 1、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、特点：(1)只受重力作用；(2)初速度为0。 3、说明：空气阻力可以忽略时，物体下落的运动也可以近似看成自由落体运动。 4、运动特征：①初速度为0 ②直线 ③ 加速 匀？ 二 自由落体加速度(重力加速度) 二 自由落体加速度(重力加速度) 例1、用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。 (1)部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带 B.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔 C.启动电源，待打点计时器工作稳定后放开重物 D.使重物停靠在打点计时器附近，重物与纸带相连 上述实验步骤的正确顺序是________。 BDCA (2)图乙中标出的A、B、C、D、E中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则计数点C对应的瞬时速度大小为vC＝_______ m/s(计算结果保留三位有效数字)。 2.18 二 自由落体加速度(重力加速度) (3)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小g＝______ m/s2(计算结果保留三位有效数字)。 9.73 二 自由落体加速度(重力加速度) 2、方向：竖直向下 3、大小： g =9.8m/s2，粗略计算时g 值可取10m/s2 （地球上不同地点重力加速度的值大小不一样，一般随着纬度的增大而增大。两极大于赤道。） 赤道： g = 9.780 m/s2 北京： g = 9.801m/s2 北极： g = 9.832 m/s2 莫斯科： g = 9.816 m/s2 随纬度升高，重力加速度增大 1、重力加速度：同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度或重力加速度，通常用g表示。 二 自由落体加速度(重力加速度) 三 自由落体运动规律 三个基本公式 v0=0 v0=0 v0=0 a=g a=g a=g 自由落体运动是匀变速直线运动，所以匀变速直线运动的一切公式、推论，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。仅需要将v0＝0、a＝g代入相关式子、x习惯性地写成h即可 　例2、从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，求：(1)小球落到地面所用的时间及落地时的速度大小； (2)小球自开始下落计时，在第1 s内的位移大小、最后1 s内的位移大小。 三 自由落体运动规律 由速度与时间的关系式得v＝gt＝100 m/s 第1 s内的位移 最后1 s内的位移 例3、同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，重力加速度为g，则乙同学的反应时间为_______。(用x、g表示) 基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为_____