2.4.1自由落体运动 课件-2024-2025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（第2课时） 文山市第一中学 1 3.知道什么是竖直上抛运动，知道其运动特点、规律及处理方法。 2.掌握自由落体运动的规律。 1.理解自由落体加速度，明确其大小、方向； 学习目标 1.自学：课本P49 回答下列问题 ⑴什么是自由落体加速度？标准值为多少?方向指向哪里？ ⑵由表中数据可以得到重力加速度的什么规律？ 2.总结提问 ⑴在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同； g=9.8m/s2，方向竖直向下。 ⑵不同地点，随纬度的升高而增大。 文山市第一中学 自由落体加速度 竖直上抛运动 自由落体运动的规律 文山市第一中学 三、自由落体加速度 （1）定义:在同一地点， 物体自由下落的加速度 ,这个加速度叫作自由落体加速度，也叫 加速度。通常用 表示。 一切 都相同 重力 g v t o s t o x=g v=gt 斜率为g 自由落体加速度 竖直上抛运动 自由落体运动的规律 文山市第一中学 （2）自由落体加速度的方向：总是 的。 （3）g的大小:在地球的同一个地方,g的值 ，在地球不同地方g的值 。g值随高度增大而 ，随纬度增大而 。在通常的计算中g取 ,粗略计算时g取 m/。 竖直向下 不变 不相同 减小 增大 9.8 m/ 10 自由落体加速度 竖直上抛运动 自由落体运动的规律 例2．关于重力加速度，下列说法正确的是（　C　） A．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小 B．重力加速度表示自由下落的物体运动速度的快慢 C．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢 D．轻重物体的重力加速度不同 文山市第一中学 匀变速直线运动 速度公式 位移公式 位移速度公式 平均速度公式 自由落体运动 四、自由落体运动的公式 自由落体运动的规律 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 例3. 一个物体从h高处自由下落（空气阻力不计），所用的时间是3s，（g取10 m/s2） （1）求物体下落的高度h （2）落地时速度的大小 （3）物体下落最后1 s内的位移 【详解】（1）由题意可知，物体做自由落体运动，所以物体下落高度为 （2）落地时速度为v＝gt＝10×3＝30m/s （3）前2s内的位移为 ， 所以最后1s内的位移为x＝h－h′＝45－20＝25m 自由落体运动的规律 竖直上抛运动 自由落体加速度 自由落体运动的规律 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 五、竖直上抛运动 1.条件： 物体只受 ，初速度 0,且方向 。 2.运动特点: 加速度为 ,上升阶段做 运动，下降阶段做 运动。 3.基本规律： （1）速度公式： . （2）位移公式： . 矢量式： h>0，在抛出点上方。 h<0，在抛出点下方。 v t o 重力 不为 竖直向上 g 匀减速直线 自由落体 v=-gt h=t-g 上升和下降过程视为互逆过程。 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 五、竖直上抛运动 （3）速度位移关系式： . （4）上升的最大高度： . （5）上升到最高点所用时间： . 回到抛出点所用时间=即=2t -=-2gh H= t= 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 4.竖直上抛运动的两个特性： （1）对称性 ① 对称:上升和下降过程经过同一位置时速度 。 ② 对称:上升和下降过程经过同一段高度所用的时间 。 （2）多解性 当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,形成多解，在解决问题时要注意这个特性 速度 时间 等大、反向 相等 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 五、竖直上抛运动 5.研究竖直上抛运动的两种方法 分段法： 将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段 全程法： 将全过程视为初速度为、加速度a=-g的匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性。习惯上取的方向为正方向，则v>0时，物体正在 ;v<0时，物体正在 。h>0时,物体在抛出点 ;h<0时，物体在抛出点 。 上升 下降 上方 下方 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 【例题】气球下挂一重物，以v0=10m/s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂（空气阻力不计，取g=10m/s2），求： （1）重物经多少时间落到地面？ （2）重物落地的速度多大？ 【例题】关于竖直上抛运动，下列说法错误的是（ ）　　 A．竖直上抛运动先后两次经过同一点时速度相同 B．竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点时间相等 C．以初速度v0竖直上抛的物体升高的最大高度为 D．无论在上升过程，下落过程，最高点，物体的加速度都是g A 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 【解析】解法一 ：全过程 (1)经时间t最后物体落至抛出点下方，规定初速方向为正方向， 则物体在时间t内的位移h=-175m 由位移公式: h=v0t-gt2，代入数据解得：t=7s; (2)所以重物的落地速度为：vt=v0-gt=10-10×7m/s=-60m/s， 其负号表示方向向下，与初速方向相反，即速度大小为60m/s。 竖直上抛运动 自由落体加速度 文山市第一中学 自由落体运动的规律 解法二 ：分段法 （1）绳子断裂后，重物先匀减速上升，速度减为零后，再匀加速下降. 重物上升阶段：,由v02=2gh1，知=5m； 重物下降阶段：下降距离H＝h1＋175m＝180m，则H=gt22， 故， 重物落地总时间t＝t1＋t2＝7s， （2）重物的落地速度为：v＝gt2＝60m/s. $$