2.4 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 湘潭县一中：伍静 生活中的物体下落现象 生活中的物体下落现象 问 题： 让轻重不同的两个物体（石头和树叶）从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落的快？ 生活常识：重的物体往往比轻的物体先落地 亚里士多德：物体下落的快慢由它们的重量决定 这个观点 正确吗？ 逻辑的力量 伽利略的观点：轻的物体与重的物体下落的一样快。 问 题： 在没有空气阻力的情况下，轻重物体从同一高度下落，情况会怎样？ 实验现象 实验条件控制 实验现象 1 2 有空气 羽毛下落很慢 无空气 二者下落得同样快 实验结论 在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同） 真空室中的自由落体实验 一、自由落体运动 1.定义: 物体在只受重力作用下，从静止开始下落的运动。 2.特点: (2) 只受重力作用 (1) v0 = 0 理想化物理模型 3.近似条件：空气阻力影响很小时，物体的下落 也可近似看作自由落体运动。 【例题】关于自由落体运动，下列说法正确的是 (　　) A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动 B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可以看成自由落体运动 C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动 D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动 B 问 题： 自由落体运动是加速还是减速运动？下落过程中加速度是否发生变化？ 请你利用所学知识合理设计实验 研究自由落体运动的规律 数据处理 数据处理 改变重物的质量 重复上面的实验 分别计算加速度 二、自由落体加速度 1、定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示. 2、大小：一般取 g=9.8m/s2 ，粗略计算可取 g=10m/s2 。 方向：竖直向下 3、同一地点，g相同；不同地点，g不同。 自由落体运动的规律 【例题】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10 m/s2) ⑴滴水的时间间隔是多少？ ⑵此屋檐离地面多高？ 如果忽略空气阻力，我们可以把运动员从最高点竖直下落的过程看成什么运动？那么，运动员竖直向上的过程又是什么样的运动呢？ 2.4.2 竖直上抛运动 湘潭县一中：伍静 一、竖直上抛运动 1.定义：将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动。 2.产生条件：①具有竖直向上的初速度；②只受重力作用。 3.运动的性质：初速度v0 >0,加速度a=-g的匀变速直线运动。 (一般规定:竖直向上为正方向) 4.竖直上抛运动可分为上抛时的匀减速直线运动和下落时的自 由落体运动的两个过程，但加速度始终为重力加速度g. a → -g x → h 竖直上抛运动是加速度大小为g的匀变速直线运动，所以，匀变速直线运动公式同样也适用于竖直上抛运动。 v0=0 竖直上抛运动的规律： 公式中的g为g的大小 (1)上升到最高点的时间： (2)上升到最大高度： (3)上升与下降对称： 时间对称性： 速度对称性： A A VA VA ①t上= t下 ②从抛出点到某点A与从某点A到抛出点时间相同。 ①上抛时的初速度与落回原抛出点的速度大小相等、方向相反。 ②上升与下降阶段经过同一位置A时的速度大小相等，方向相反。 最高点：v=0，a=g 竖直上抛运动的特点 （1）取向上为正方向 即v0>0，a=-g 交点表示物体运动到最高点 （2）取向下为正方向 即v0<0，a=g 竖直上抛运动的图像 t v v0 -v0 t/2 t上 t下 a上=a下=-g 【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？ 【答案】 （1）t=7s（2）60m/s Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$