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

第4节 自由落体运动 第二章 匀变速直线运动的研究 高中物理人教版（2019）必修第一册 1 知识导图 2 生活现象 生活中物体下落的现象？ 3 01 打破旧知 重的物体比轻的物体下落得快！ 一片落叶和一块石头谁下落的更快？ 重的物体与轻的物体下落的一样快！ 假定一块大石头下落速度为8，一块小石头下落速度为4，那将两块石头绑在一起下落，大石头会被小石头拖着变慢，速度应该小于8；但是将两块石头困在一起之后，整体比大石头重，速度应该大于8，相互矛盾。 4 02 轻重不同的物体下落快慢的研究 由实验可以看到，将玻璃管里的空气抽出去后，没有 了空气阻力的影响，轻的物体和重的物体下落得同样快。 科学推理法： 如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样 羽毛与铁片不受空气阻力做同样的运动，这个运动称为自由落体运动．自由落体运动是怎样的运动?遵循怎样的规律? 5 03 自由落体运动 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：自由落体运动在地球上并不存在，是一种理想化模型。当阻力远小于物体重力时，且初速度为零，物体的运动可以当成自由落体运动来处理。 自由落体运动是加速运动，加速度是怎么变的呢？ 6 04 实验：自由落体运动的规律 实验装置图 实验步骤： 1. 固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。 2. 用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。 3. 仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。 4. 改变重物的质量，重复上面的实验。 7 04 实验：自由落体运动的规律 数据处理： 物体下落做匀加速直线运动 8 04 实验：自由落体运动的规律 数据处理： a1=9.70 m/s2 a2=9.67 m/s2 a3 = 9.66 m/s2 9 05 重力加速度 自由落体加速度 （1）定义：对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示. （2）方向：竖直向下 （3）大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在赤道的海平面处 g为9.780 m/s2，在北京g为9.801 m/s2。在一般的计算中，g可以取 9.8 m/ s2或10 m/ s2。 10 06 自由落体运动的运动公式 你能写出自由落体运动的位移时间关系、速度时间关系和位移速度关系吗？ 11 随堂练习 1. (多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　) A．一张纸片在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动 B．一个钢球在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动 C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同 D．轻物体和重物体的重力加速度不同 BC 随堂练习 2. 关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　) A．在空气中不考虑空气阻力的运动就是自由落体运动 B．做自由落体运动的物体在相同的时间内速度的增加量相等 C．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度大 D．质量大的物体，重力加速度g大 B 随堂练习 3. 一个物体从某一高度做自由落体运动．已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一，则它开始下落时距地面的高度为(g取10 m/s2)(　　) A．15 m B．20 m C．11.25 m D．31.25 m B 随堂练习 4. 一观察者发现，每隔一定时间有一水滴自8 m高处的屋檐落下，而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地的高度是(g＝10 m/s2)(　　) A．2 m B．2.5 m C．3.5 m D．4.5 m C 随堂练习 5. 有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB，在杆的正下方离B端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C，如图所示，若让杆自由下落，求：(g取10 m/s2) (1)从杆下落开始，下端B及上端A到达圆环所经历的时间． (2)AB杆通过圆环所用的时间． 07 竖直上抛运动 17 08 竖直上抛运动 18 随堂练习 6. 一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点A的时间间隔是5 s，两次经过一个较高点B的时间间隔是3 s，则A、B之间的距离是(不计空气阻力，g取10 m/s2)(　　) A．80 m B．40 m C．20 m D．无法确定 C 随堂练习 7. 气球下悬挂一重物，以v0＝ 10 m/s匀速上升，当到达离地面h＝175 m处时悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？(空气阻力不计，g取10 m/s2.) 答案：7 s　60 m/s 课堂小结 21 Lavf60.4.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) (1)杆下落过程中，做自由落体运动． 杆的A点到达圆环的过程中，hA＝eq \f(1,2)gteq \o\al(2,A)． 杆的B点到达圆环的过程中，hB＝eq \f(1,2)gteq \o\al(2,B)． 其中hA＝5.0 m，hB＝0.8 m 解得tA＝1.0 s，tB＝0.4 s． (2)杆通过圆环的过程所用的时间t＝tA－tB＝0.6 s． 定义 物体具有竖直向上的初速度，只在重力作用下的运动 运动 性质 先做竖直向上的匀减速运动，上升到最高点后，又开始做自由落体运动，整个过程中加速度始终为g 处理 方法 (1)分段法：可以把竖直上抛运动分成上升阶段的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动处理．上升阶段：v＝v0－gt，h＝v0t－eq \f(1,2)gt2；下落阶段：v＝gt，h＝eq \f(1,2)gt2 (2)整体法：将竖直上抛运动视为初速度为v0，加速度为－g的匀减速直线运动．取整个过程分析，选竖直向上为正方向，则有v＝v0－gt，h＝v0t－eq \f(1,2)gt2，v>0，上升阶段；v<0，下落阶段；h>0，在抛出点上方；h<0，在抛出点下方 重要 特性 作出竖直上抛运动的过程图，如图所示，结合图像分析，可知： (1)对称性 ①时间对称性：对同一段距离，上升过程和下降过程时间相等，tAB＝tBA，tOC＝tCO ②速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等，方向相反 (2)多解性：通过某一点对应两个时刻，即：物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段 典型物 理量 上升的最大高度h＝eq \f(02－v\o\al(2,0),－2g)＝eq \f(v\o\al(2,0),2g)；上升时间t＝eq \f(0－v0,－g)＝eq \f(v0,g)；在t＝eq \f(2v0,g)时刻，整个过程位移为零，即回到抛出点 $$