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 自由落体运动 学习目标 （1）知识目标：掌握自由落体运动的特点、规律，并能运用其解决实际问题。 （2）能力目标：通过观察演示实验，培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。 （3）品格目标：培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。 前面我们学习了匀变速直线运动的规律。下面我们一起来回顾一下匀变速直线运动的有关知识。 速度公式： 位移公式： 速度位移公式： 今天这节课要讲的自由落体运动有什么特点呢？ 实验一:一张纸片、一个硬币，从同一高度下落 实验三:两张纸叠在一起，第三张揉成团，从同一高度下落 　　轻物和重物都有可能下落得快，那么到底是什么因素造成了这种结果呢？如果没有这个因素的影响，轻重不同的物体谁会下落得更快呢？ 实验二:两张一样的纸，一张揉成团，从同一高度下落 让轻重不同的两个问题从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落的快？ 演示自制实验一 亚里士多德（Aristotole) 　　两千多年前，古希腊学者亚里士多德，通过平常观察到的事实，例如一块石头比一片树叶下落得快些，认为物体下落的快慢与它的轻重有关。 他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间，大家都奉为经典。 亚里士多德 重物被轻物拖累 重物轻物 绑一起 物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的， 物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。 亚里士多德 伽利略 V12＞8 V1=8 V2=4 4<V12<8 ? 结论与假设 出现了矛盾！ 老亚，你错了。 拿一个长约1.5米，一端封闭，另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把小铁片和羽毛放到这个玻璃管里。在玻璃管里有空气的情况下，我们来比较这两个物体下落的快慢。 演示实验二： 8 牛顿管实验 实验条件控制 实验现象 1 未抽出空气 2 抽出大部分空气 3 抽出所有空气 羽毛下落的很慢 相同 速度接近 实验结论：在完全没有空气阻力的情况下，轻重物体下落的一样快。 实验规律 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。 注意：在有空气的空间里，如物体重力远远大于所受空气阻力，此阻力可忽略不计，则物体下落的运动也可看作自由落体运动 2.特点： （１）、物体只受重力作用  （２）、物体由静止开始下落 自由落体运动是一种理想化模型 （1）这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动 （2）当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中石块的自由下落可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动 对自由落体运动的理解 打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺. 1、实验器材 重物拖着纸带竖直下落时，如果阻力比重物的重力小得多，可近似认为重物仅在重力作用下运动。 2、实验原理 研究自由落体运动的规律 （1）把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源 （2）把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重物和纸带连接起来，让重物靠近打点计时器 （3）用手捏住纸带上端，把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点 （5）关闭电源，取下纸带 （4）更换重物，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 3、实验步骤 14 （1）用刻度尺测量打点计时器打出的纸带上的点之间的距离. （2）用各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即 ，做v-t图像，图像为一条倾斜的直线。 (3)根据v－t图像的斜率求加速度，即加速度等于9.81m/s2，或根据Δx=xN－xN-1＝aT2，求得Δx近似一个常量，解得加速度等于9.81m/s2。 4、数据处理（图像法） 15 在误差允许的范围内，连续相等时间间隔的位移之差是一个常数。 标记 时间间隔T/s 距离x/cm 位移之差 (xn-xn-1)/m cm x1 0.02 2.95 x2 0.02 3.40 x2-x1 0.45 x3 0.02 3.75 x3-x2 0.35 x4 0.02 4.25 x4-x3 0.50 x5 0.02 4.55 x5-x4 0.30 x6 0.02 4.85 x6-x5 0.30 a(m/s2) 数据处理（求平均值法）： 说明：自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动！ 自由落体运动的加速度 1、定义： 物体做自由落体运动时的加速度叫做自由落体加速度或重力加速度，用字母g表示。 2、特点： 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，是一个定值，与物体的轻重无关，与物体下落的高度无关。 竖直向下。 3、方向