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

2.4.1 自由落体运动 东元高级中学高一物理组 1.在空气中，将一张纸片和一粉笔头从同一高度由静止同时释放，可观察到什么现象？ 若把这张纸片团紧成一团，再与粉笔头从同一高度释放，情况会怎样？ 粉笔头下落的快。 粉笔头与纸团几乎同时落地 情境导入 重的物体下落得快 轻的物体下落得慢？ 猜 想 问题1：落体运动的快慢与什么有关？ 逻辑的力量 V12>8 V1=8 V2=4 4<v12<8 Administrator (A) - Administrator (A) - 实验探究 2、牛顿管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片……玻璃管 中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体 同时下落．看到什么现象？说明什么问题？ 实验现象：真空中所有物体下落 快慢相同 结论：在没有空气阻力影响的情况 下，所有物体下落快慢是相同的， 与质量无关 1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把铁锤子和一根羽毛， 无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。 亚里士多德 伽利略 历史的争论! 重物和轻物同时落地 实验+数学 观察+直觉 重物比轻物下落的快 为了纪念伽利略的伟大贡献，1993年4月8日，来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上44 m高处同时静止释放，用精密电子仪器和摄像机记录，结果发现所有小球几乎同时落地 。 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。 （2）特点：只受重力、v0=0 （3）当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。 由上面的实验我们可以看到，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢？ 1、实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、电源、夹子、导线、重物。 2、原理：纸带在重物的作用下自由下落，纸带受到的阻力较小，近似认为纸带做自由落体运动，根据打出的纸带点的情况，分析出重物的运动规律。 纸带 夹子 重物 打点计时器 二、实验：研究自由落体运动的规律 3、实验步骤 ①把打点计时器竖直固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另 一端穿过计时器。 ②让重物靠近打点计时器，用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点，最后要关闭电源。 ③仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。 ④改变重物的质量，重复上面的实验。 （1）计数点瞬时速度的求法 例题：计数点2时的瞬时速度。 1 2 3 △x2 △x3 △x1 △x0 参考答案： 4、数据处理 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间 t /s 0 v1 /（m·s-1） 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.52 0.925 1.29 1.66 2.04 __ 14.50 4.16 8.60 21.90 1.20 30.85 0 1 2 3 4 5 6 . . . . . . . . . . . . . cm 0　 0.04 0.08 0.5 t/s v/（m.s-1） 1.5 2.0 1.0 0.12 0.16 0.20 0.24 2.5 v-t图像为一条倾斜的直线，所以自由有落体运动是匀变速直线运动。 实验误差： 1.纸带与打点计时器的摩擦 2.空气阻力的影响 3.测量误差 三、自由落体加速度 对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。 1、定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度。 2、符号：通常用g表示。 3、方向：竖直向下。 精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。 4、大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 一些地点的重力加速度 地 点 纬 度 重力加速度 赤道海平面 0° 9.780 马尼拉 14°35′ 9.784 广州 23°06′ 9.788 地 点 纬 度 重力加速度 武汉 30°33′ 9.794 上海 31°12′ 9.794 东京 35°43′ 9.798 北京 39°56′ 9.801 纽约 40°40′ 9.803 莫斯科 55°45′ 9.816 北极 90° 9.832 总结：重力加速度随纬度的增加而增大。 你从表中发现了什么规律吗？ 例1.“自由落体”演示实验装置如