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

4】 自由落体运动 问题 站在高层建筑物上，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？ 在教室内拿两张同样大小的纸，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？ 结合实验及生活中的经验，讨论：什么 因素影响物体下落的快慢？ 0 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。最早研究这个间题的，大 概要算古希腊学者亚里上多德了。 平常人们观察到的事实是，块石头比片树叶落得 快些一亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有 关，重的物体下落得快。他的这一论断符合人们的常识 以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。 自由落体运动 伽利略认为，根据亚里士多德 “重的物体下落得快” 的论断，会推山相互矛盾的结论。 例如，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，当把两块石头捆在一起时，大石头会被 小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8；但 是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石头要重，因 此整个物体下落的速度应该比8还要大。这种相互矛盾的 结论，说明亚里士多德 “重的物体下落得快”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 种可能性：重的物体与轻的物体应该下落得同样快 自由落体运动 伽利略的逻辑分析： 重物被轻物拖着速 度减慢，轻物被重 重物 和 物拖着速度加快 轻物捆 在一起 总重量增加 速度小于重物单 独下落时的速度 两个推论 速度大于重物单 相互矛盾 独下落时的速度 推断 重物与轻物下 落得同样快 自由落体运动 甲有空气 乙真空 图2.41玻璃管内的羽毛、铁片的下落 演示 轻重不同的物体下落快慢的研究 如图2.41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2.41乙，把玻璃管里的空气抽出 去，再次观察物体下落的情况。 自由落体运动 演示 轻重不同的物体下落快慢的研究 实验结论： 条件 物体下落情况 结论 质量越大、体积越 如果没有空 有空气 小的物体下落越快气阻力，所 轻的物体和重的物有物体下落 真空 体下落得同样快 的快慢都一 甲有空气 乙真空 样 图2.4-1玻璃管内的羽毛、铁片的下落 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，叫 作自由落体运动(free-fall motion) 这种运动只在真空中才能发生。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 下落可以近似看作自由落体运动。 >“自由” 的含义： 可以通俗地理解为没有初速度和除重力外其他力 的约束。 自由落体运动 2.物体做自由落体运动应满足的条件： (1)只受重力； (2)从静止开始下落，初速度为0。 自由落体运动 >模型建立： 自由落体运动是 (1)这种模型忽略 出了主要因素 重 下落时，由于要受空 自由落体运动的。 (2)当空气阻力远 物体只受重力作用， 落体运动。 种理想化模型 了次要因素 力。实际上 气阻力的作用 小于物体的重 此时物体下落 空气阻力，突 当物体在空气中 物体并不是做 力时，可以认为 就可以看作自由 >由上面的实验我们可以看到，」 速运动。那么，它的加速度在下 化呢？ 由落体运动是加 落过程中是否变