2.2 自由落体运动的规律 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

上节复习 自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 伽利略研究自由落体运动的规律： 1.下落的速度v与时间成正比 即：V=k · t 2.下落的高度h与所用时间的平方t 2成正比 即： 伽利略发现： 自由落体运动是由静止开始、速度随时间均匀增加的直线运动 1.间接证实 2.斜面外推 自由落体运动的速度与时间满足何种运动规律？ 甲 乙 丙 丁 第二章 匀变速直线运动 2.1 伽利略对落体运动的研究 2.2 自由落体运动的规律 ① 速度与时间的规律（第一课时） ② 位移与时间的规律（第二课时） 2.3 匀变速直线运动的规律 2.2 自由落体运动的规律 游乐场里的“跳楼机” 在急速下落的时候可以看做什么运动？ 反射式位移传感器 发射超声波的时刻 接收超声波的时刻 反射式位移传感器 时间差 超声波速 距离 时间差 位移 速度 时间 加速度 能否用实验直接研究自由落体运动的规律？ 一、自由落体运动速度与时间的关系： 1. v-t图像： t v o v1 t1 v2 t2 Δt Δv 是一条过原点的直线 瞬时速度与下落时间成正比 斜率就是重力加速度！ 2. 下落t秒末瞬时速度公式： 二、重力加速度（gravitational acceleration）：把自由落体运动的加速度称为重力加速度 表示：g 1.方向： 2.大小： ①与m无关 ②同一地点g相同 ③不同地点，g随纬度改变 ④物理意义：每秒钟速度变化9.8m/s 自由落体运动的重力加速度有何特征？ 竖直向下 g取9.8m/s2 v t o Δv Δv Δv Δv Δv Δt Δt Δt Δt Δt 特征： ① v-t图像是倾斜直线 ②加速度恒定 a t o 匀变速直线运动：速度随时间均匀变化，即：在任意相等时间间隔Δt 内，物体速度的变化量Δ v 都相等的运动 ao 回顾： 在v-t图像中，图线与x轴包围的面积代表 位移 v1 t1 是否可以推广到变速直线运动的v-t图像？ o t v 自由落体运动的位移与时间满足何种运动规律？ t1 o v t 迁移： 可以！ vt O t1 t v v t O vt t1 v t o vt t1 无限分割微元法与极限逼近思维 “变”转化为“不变”—— 时间t1与图线所包围三角形的面积就是0-t1这段时间内物体的位移！ O t1 t v vt 请根据自由落体运动的 v–t 图像推导出做自由落体运动的物体从静止下落高度 h（即位移大小）与下落时间 t 的函数关系式 自由落体运动的位移与时间满足何种运动规律？ vt O t t v 二、自由落体运动的位移h与时间t的关系： 1. 位移-时间h-t图像： t h o 是一条过原点的抛物线 h与下落时间t的平方成正比 2. 下落t秒的位移公式： 如图所示为游乐场中 62 m高的游乐设施“跳楼机”。座椅带着游客升到最高点后竖直下坠。估算从最高点竖直下坠 15 m需要多少时间。此时速度将达到多大？ 巩固练习 自由落体运动的应用 ——测时间 比萨斜塔高度约为55米，小球自比萨斜塔顶端自由落下，若小球所受空气阻力可以忽略，请估算小球落地时速度的大小。 析： 巩固练习 h vt 二、自由落体运动的位移h与时间t的关系： 1. 位移-时间h-t图像： t h o 是一条过原点的抛物线 h与下落时间t的平方成正比 2. 下落t秒的位移公式： 三、推论：下落h位移时的瞬时速度公式 自由落体运动的运动性质： 是初速度v0=0、加速度为g的匀加速直线运动！ 速度和时间： 位移和时间： 速度和位移： 例题1 小球做自由落体运动，落地速度为6m/s，求初始下落高度h。 例题2 小明在某地距离地面10层高的地方静止释放一个小球，估算小球落地时间。 基础公式 变形公式 代入数据 整理结果 自由落体运动的应用 小球在做自由落体运动，若小球落地时速度为40m/s，求最后一秒通过的位移（g取10m/s2）。 巩固训练 1.基本概念 自由落体 2.特点 ①物体只受重力作用  ②物体由静止开始下落 3.公式（加速度为 g 、初速度v0=0） ①速度和时间 ②位移和时间 ③速度和位移 小结 作业： 完成练习册P18的1、3题 $$