2.5自由落体运动 课件-2023-2024学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

自由落体运动 年 级：高一年级 学 科：物理（教科版） 主讲人： 学 校： 1 落体运动 树叶飘落 跳伞 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 2 亚里士多德 重的物体比轻的物体下落得快 通过生活的现象总结得到： 这个观点持续了近2000年 3 1. 如果你一只手拿一块橡皮，另一只手拿一张薄纸，举到同一高度，同时松手，会看到什么现象？ 2. 再拿两张相同的薄纸，一张捏成一团，另一张则展开，模仿上述情况， 举等高同时松手，会看到什么现象？ 探究物理下落的快慢 是什么原因导致两次实验现象不同呢？ 以上实验说明：亚里士多德的观点是错误的 4 月球上的落体实验 1971 年阿波罗15号（Apollo 15）登月，宇航员大卫·斯科特在没有空气的月球上将一根羽毛和一把铁锤同时释放，发现它们同时竖直地落到月球表面。 5 自由落体运动 定义：物理学中把只在重力作用下，物体由静止开始下 落的运动称为自由落体运动（free fall）。 特点：只受重力、静止下落（初速度为0） 说明：严格地说，只有在真空中由静止开始下落的运动才是自由落体运动。生活中的落体是在重力和空气阻力的共同作用下的运动，但在空气阻力的影响很小而可以忽略的情况下，若下落高度不是很大，则可近似地看作自由落体运动。 理想模型 伽利略对落体运动规律的探究 我不相信给了我们感觉、理性和智能的上帝却又想让我们不要用它们。 —伽利略 伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。 —爱因斯坦 伽利略（1564-1642) 物理学家、天文学家、哲学家，近代实验科学的先驱者 1．问题提出： v12＞8 m/s v1=8 m/s v2=4m/s 4 m/s <v12<8 m/s 通过逻辑推理，伽利略不仅推翻了亚里士多德的论断，还想找到落体运动的规律。 矛盾 2．提出猜想： ①物体下落的过程是一个速度随时间均匀增大的过程，其速度与时间成正比，即v∝t。 ②基于v∝t 的假设，通过构造几何图形进行推理，伽利略得出自由落体运动应满足 x∝t2 的推论。 想一想：什么运动速度随时间均匀增大？ 他是怎么通过几何图形推理的？ 3．实验验证： 伽利略在做铜球沿斜面运动的实验（油画) 先“转换变通”后“合理外推” 让小球在斜面上运动 困难：落体运动时间太短，无法准确测量 冲淡重力 伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的值随着θ的增大而增大。 时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8 距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104 用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，并记录下滑距离和下滑时间 结果表示为： x∝t2 v∝t 先“转换变通”后“合理外推” 请计算距离(x)与时间平方( t2 )的比值 4．合理外推：当斜面的倾角逐渐加大到90°，小球就成为落体运动，小球的运动仍应当满足下落距离与时间的平方成正比的关系。 伽利略终于成功地验证了原先的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律。 得出规律：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 自由落体运动的规律 1.性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 2.速度方程：vt＝at 3.位移方程： x＝at2 a为自由落体加速度 自由落体加速度 1．定义：在同一地点，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，也叫作重力加速度，通常用g表示。 2．方向：总是竖直向下。 3．大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。一般的计算中，g取9.8m/s2，近似计算时，g取10m/s2。 4．影响g值的因素：海拔、纬度。（两极最大，赤道最小；海拔越高，g越小） 自由落体运动的公式 匀变速直线运动 特殊形式 自由落体运动 速度方程 位移方程 速度-位移关系 vt＝ v0+at x＝ v0t +at2 vt2 -