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

自由落体运动 【历史回顾】 古希腊伟大的思想家、科学家、教育家——亚里士多德(前384—322) 意大利伟大的物理学家、天文学家——伽利略(1564—1642) 物体越重 下落越快 下落快慢 与质量无关 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，叫自由落体运动。 定义： 如果物体的下落时空气阻力与重力相比可以忽略不计，也可以近似看作自由落体运动。 自由落体运动是什么性质的运动？ 我们可以通过什么方式验证这一猜测？ 自由落体运动是什么性质的运动？ 右图所示为某自由落体运动的频闪照片，已知频闪照相机每隔0.04 s 闪光一次。图中所给数字是小球从抛出点到对应位置的距离。很明显，这是一个加速运动。那么它是不是匀加速呢？怎么判断？ 课堂探究：自由落体运动是什么性质的运动？ 1、x∝t2 2、△x=aT2 3、v-t图像 自由落体运动是什么性质的运动？ 3、v-t图像 1、自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动。匀变速直线运动学规律都可以适用于自由落体运动。 2、g：自由落体加速度。方向竖直向下。 3、地球上不同位置g值不同，维度越高，g越大。 但是相差很小，最大不超过3‰。 4、一般取作9.8m/s2或10m/s2 （以题目要求决定）。 【实验数据处理】 x1 3.96cm x2 9.42cm x3 16.54cm x4 25.12cm x5 35.30cm x6 47.04cm 记数点到0点的距离 从间隔较大的某一点开始记为0，以后每隔一个点取一个记数点，分别记为1，2，3, ... ... ,相邻两记数点的时间间隔为T=0.04s 【实验数据处理】 记数点到0点的距离 相邻记数点的距离 s1 3.96cm s2 5.46cm s3 7.12cm s4 8.58cm s5 10.18cm s6 11.74cm 相邻距离的差值 s1 1.50cm s2 1.66cm s3 1.46cm s4 1.60cm s5 1.56cm 我们发现： 相邻距离的差值基本相等 x1 3.96cm x2 9.42cm x3 16.54cm x4 25.12cm x5 35.30cm x6 47.04cm 从间隔较大的某一点开始记为0，以后每隔一个点取一个记数点，分别记为1，2，3, ... ... ,相邻两记数点的时间间隔为T=0.04s 自由落体运动的性质 自由落体运动是初速度为0的匀变速直线运动 相邻记数点的距离 s1 3.96cm s2 5.46cm s3 7.12cm s4 8.58cm s5 10.18cm s6 11.74cm 自由落体运动的加速度 1.定义：同一地点，所有物体自由落体运动的加速度 都相同，我们把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.方向：竖直向下 3.大小：g=9.8m/s2 你从表中发现了 什么规律？ 竖直上抛运动 初速度 1.定义: 物体具有竖直向上的初速度，只在重力作用下的运动 2.条件: (1)v0方向竖直向上 (2)只受重力 3.运动性质: 初速度为v0，加速度为g的匀变速直线运动 4.运动规律: 取v0的方向为正方向，则加速度a=-g v>0,上升过程；v<0,下降过程 h>0,物体在抛出点上方；h<0,物体在抛出点下方 初速度 5.运动图像: v0 v/m/s t/s 竖直向上的匀减速直线运动 自由落体运动 互为逆过程 可逆性 上升的最大高度 上升到最高点所需时间 回到抛出点所需时间 初速度 上升过程 O A B C D 末速度 下降过程 O A B C D 对称性 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。 ①时间对称性：同一段距离，上升过程和 下降过程时间相等 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。 【课堂小结】 解法五： 自由落体运动第一秒下落的位移为 hⅠ=1/2g × 1= 5m 由自由落体运动的比例关系 hⅠ﹕hⅡ﹕h Ⅲ﹕… = 1 ﹕ 3﹕ 5﹕ … =5 ﹕ 15﹕ 25﹕ … 得 t=3s 故 h=5+15+25=45m 【典例1】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最 后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 典例分析 h 25m 1s （t-1）s ts O A B 解法六：由自由落体运动的速度图线 ， 0 t/s v/ms-1 t -1 t d a b c 梯形面积等于最后1s内的位移， ab=g(t-1) cd=gt bc= 1s 25=1/2 ×[gt+g(t-1)] ×1 解得 t=3s h=1/2×gt2=45m 【典例2】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最 后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 典例分析 【典例3】屋檐每隔一段时间滴下一滴水，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1m的窗子的上、下沿，如图所示： （1）此屋檐离地面多高？ （2）滴水的时间间隔是多少？ 分析：如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可用多种方法作出解答。 典例分析 【典例4】一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过最高点C点下方一个比较低的A点的时间间隔为TA，两次经过最高点下方一个比较高的B点的时间间隔为TB ，试求AB之间的距离。 【解析】 画出运动示意图如图示： v0 C A B A B C →A 自由落体运动 t1 = TA / 2 hCA= =1/2×g t12 =1/8 ×g TA2 C →B自由落体运动 t2 = TB / 2 hCB= =1/2×g t22 =1/8 ×g TB2 hAB= hCA - hCB = 1/8 ×g （ TA2 -TB2） 典例分析 【典例5】一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外，空中总有四个球，将球的运动看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取g=10m/s2）（ ） A． 1.6m B． 2.4m C．3.2m D．4.0m 【解析】共有5个球，一个球到手0.4s时，另一个球刚抛出，空中有四个球，由于竖直上抛运动的对称性，四个球的排列位置如图示， 可见，一个球在空中运动的总时间 为1.6s， 下落时间为0.8s， h=1/2 gt 2=3.2m 【正确答案】C 典例分析 谢谢观看 $$