2.5.1自由落体 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

2.5自由落体运动 高一物理组何文莉 新课引入 测一测你的反应时间 甲同学握住刻度尺的上端 乙同学另一个人把手放在刻度尺下部的零刻度线处，准备握住刻度尺。 当刻度尺释放后，立即握住刻度尺并记录握住的位置。 根据握住的位置，可以在刻度尺上直接读出反应时间。 情景创设 如果一只手拿一块橡皮，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？ 现象：橡皮擦比薄纸更先落地 结论：重的物体比轻的物体下落得快 现象：橡皮擦比薄纸更先落地 新课讲解 亚 里 士 多 德 古希腊人 哲学家、科学家、教育家 希腊古典文化集大成者 西方哲学奠基人之一 观点 重的物体比轻的物体下落得快 力是维持物体运动状态的原因 白色是最纯洁的光 “地心说” 重的物体下落快 探索新知——得出结论 实验一：将一块橡皮和一张薄纸，举到同一高度，同时松手 现象：橡皮擦比薄纸更先落地 结论：重的物体比轻的物体下落得快 实验二：将相同的两张薄纸，一张捏成团薄纸，一张展开，举到同一高度，同时松手 现象：纸团比张开的薄纸更先落地 结论：重的物体不一定比轻的物体下落得快 空气阻力使得两个质量相同的物体下落速度不同 结论：物体下落的速度与物体质量无关与空气阻力有关 物体质量不是影响物体下落快慢的因素 探索新知——验证猜想 阿波罗月球落地实验 实验过程：宇航员在没有空气的月球上将一根羽毛和一个铁锤同时释放 实验现象： 羽毛和铁锤同时落地 结论：影响物体下落快慢的因素——空气阻力 探究影响物体运动快慢的因素（无空气阻力） 归纳总结 相同点 由静止释放（初速度为0） 只受重力 只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动叫：自由落体运动 受力条件：只受重力 运动条件：初速度为零 自由落体运动是一种理想化模型 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 伽利略对落体运动规律的研究 跨时空对话 亚里士多德 伽利略 重的物体下落快 伽利略对落体运动规律的研究 v1=8m/s v2=4m/s 4 m/s <v12<8 m/s v12＞8 m/s 结论与假设出现矛盾！ 伽利略对落体运动规律的研究 提 出 猜 想 ： 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。 基于v∝t 的假设，伽利略得出自由落体运动应满足 x∝t2 的推论。 自由落体加速度 匀变速直线运动 特殊形式 自由落体运动 速度时间方程 位移时间方程 速度-位移关系 vt＝ v0+at x＝ v0t +at2 vt2 - v02=2ax v0=0 vt＝ at x＝ at2 vt2 =2ax a=g x=h vt＝ gt h＝ t2 vt2 =2gh 知识拓展 自由落体实验 伽利略对落体运动规律的研究 实 验 验 证： 困难：落体运动时间太短，无法准确测量 “转换变通” 让小球在斜面上运动 让小球从阻力很小、倾角为α的斜槽顶端滚下 让小球从距离斜槽顶端1/4处滚下 让小球从距离斜槽顶端1/2处滚下 步骤： 每一个由静止开始滚下的小球到每个相等的时间间隔末，运动的距离之比为:1∶4∶9∶16……。 证实了小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，即v∝t，证实了斜面上滚下的小球速度与时间成正比的猜想。 结论： 伽利略对落体运动规律的研究 合理外推 斜面倾斜角度不断增大 倾斜角度变为900 落体运动 倾斜角度变为900，小球的运动仍满足下落距离与时间的平方成正比的关系。 验证：自由落体运动是匀变速直线运动 只在重力作用下，物体由静止开始下落的匀加速直线运动运动叫：自由落体运动 $$