2.4 自由落体运动 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

自由落体运动 第二章 第四节 必修第一册 VS 学习目标 任务1：通过演示实验，引起学生认知冲突 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 任务3：认识自由落体运动 任务4：利用打点计时器探究自由落体运动规律任务5：知道自由落体加速度 任务6：掌握自由落体运动规律 任务1：通过演示实验，引起学生认知冲突 情境引入：假如有一天，我们站在了珠穆朗玛峰上，这时我们让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快呢？ 老师，根据我的生活经验，好像是重的物体下落得快。 任务1：通过演示实验，引起学生认知冲突 好的，那同学们在教室内拿出两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快呢？ 怎么会这样，两者一样重啊，怎么还不同时落地呢？ 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大概要算古希腊学者亚里士多德了。 根据生活经验，他认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，即重的物体下落的快。这一论断非常符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。 两千年后，横空出世一位年轻人伽利略，利用他的逻辑分析法推推翻了亚里士多德的观点，接下来我们就一起回到那个时代，看看他是如何做到的。 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 1.假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石头困在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体下落的速度应该如何呢？ 小于8 看我的逻辑分析法 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 大于8 2.但是，按照亚里士多德的观点，两者困在一起后，整个物体比大石头还要重，因此整个物体的下落速度应该为多少呢？ 这种相互矛盾的结论说明亚里士多德“重的物体下落的快” 的看法是错误的。根据仔细的分析，伽利略认为物体下落的运动只有一种可能性:重的物体与轻的物体应该下落的同样快。 知识点讲解 温馨提示： 伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，最后用实验验证了自己的结论。伽利略这种推理与实验相结合的方法为物理学的研究奠定了基础。研究中所体现的批判精神是创新所必须的。 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 知识点讲解 那么轻重不同的物体下落的情况到底怎样？下面我们一起来做一个比较精细的实验，仔细研究下。 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 如图2.4-1甲，一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。 如图2.4-1乙，把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。 知识点讲解 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，铁球和羽毛下落的同样快。 任务2：正确认识影响认知冲突的原因 在现实生活中，人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力所有物体下落的快慢都一样。 任务3：认识自由落体运动 1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 2特点：（1）初速度为零（2）只受重力 3注意： （1）只在真空中才能发生 （2）在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可近似看作自由落体运动。 牛刀小试 例（多选）下列说法正确的是（　　） A.初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B.仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动 C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动才是自由落体运动 D.当空气阻力可以忽略不计时，物体从静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 CD 任务4：利用打点计时器探究自由落体运动规律 实验步骤：固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。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。仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。改变重物的质量，重复上面的实验。 问题： 1.物体下落过程中受到哪些阻力?为减小阻力，实验中如何选择重物? 空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦阻力，选择质量较大，体积较小的重物，如重锤。 任务4：利用打点计时器探究自由落体运动规律 3.根据纸带测量重物的瞬时速度，作出物体下落的v－t图象，如何通过图象得到物体下落的加速度? 2.根据纸带，如何判断重物下落是否做匀变速直线运动? 根据相邻时间内的位移差是否为恒量来判定 利用求解 图象的斜率表示加速度 任务5：知道自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。 2.符号：g 3.方向：竖直向下 4.大小的影响因素 （1）纬度越高，g越大 （2）同一地点，高度越高，g越小 5.一般的计算中，g可以取9.8 或10 任务5：知道自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。 2.符号：g 3.方向：竖直向下 4.大小的影响因素 （1）纬度越高，g越大 （2）同一地点，高度越高，g越小 5.一般的计算中，g可以取9.8 或10 任务5：知道自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。 2.符号：g 3.方向：竖直向下 4.大小的影响因素 （1）纬度越高，g越大 （2）同一地点，高度越高，g越小 5.一般的计算中，g可以取9.8 或10 任务6：掌握自由落体运动规律 请同学们写出自由落体运动x－t、v－t、x－v公式吗？(重力加速度用g表示)? 达标测验 一质点从距离地面80 m的高度自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）质点落地时的速度； 解：由 =2gh,解得落地速度v=40 达标测验 一质点从距离地面80 m的高度自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （2）下落过程中质点的平均速度； 解：平均速度 达标测验 一质点从距离地面80 m的高度自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （3）最后1 s内质点的位移大小。 解：逆向分析，最后一秒内位移x= vt = =35m $$