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

第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 自由落体运动 新教材人教版 物理（必修第一册） 随风潜入夜，润物细无声。 大珠小珠落玉盘。 课堂引入 亚里士多德（Aristotole) 　　两千多年前，古希腊学者亚里士多德，通过平常观察到的事实，例如一块石头比一片树叶下落得快些，认为物体下落的快慢与它的轻重有关。 他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间，大家都奉为经典。 古人的观点 重的物体下落得快。 伽利略 v12＞8 v1=8 v2=4 4<v12<8 结论与假设出现了矛盾！ 批判质疑 伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误， 重物被轻物拖累 重物轻物 绑一起 最后通过实验证明重物与轻物下落得同样快。 伽利略认为物体下落的运动只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快。 科学探究 牛顿管检验空气阻力对物体下落快慢的影响 无空气阻力时，铁片与羽毛下落得一样快 有空气阻力时，铁片比羽毛下落得快 实验结果 分析总结 如果没有空气阻力影响，所有物体下落的快慢都一样。 牛顿管 科学探究 科学探究 月球上物体下落的实验：1971年，乘坐阿波罗15号飞船登月的宇航员大卫·斯科特（David Scott）将一把锤子和一根羽毛带上了月球，在没有大气的月球上同时释放， 可以看到沉重的铁锤和轻柔的羽毛同时落到月球表面。 一、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。 （1）只受重力 2、条件： （2）初速度为0 3、说明： （1）一种理想化的物理模型，这种运动只有在没有空气的空间才能发生。 （2）在有空气的空间，如果空气的阻力远小于物体的重力，物体的自由下落也可以近似看做自由落体运动；比如重锤下落。 自由落体运动是一种什么样的运动呢？ 初速度为零 运动轨迹：一条直线 观察得到：速度越来越大，所以是加速运动。 初步得到：初速度为零的加速直线运动 直观判断 匀加速直线运动 伽利略对自由落体运动的研究——伽利略的斜面实验 建立概念 提出猜想 与成正比 与t成正比 利用数学推导出荒谬的结果 实验验证是否真实 实验事实 小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动。 不同质量、不同高度、只要斜面倾角一定，小球的加速度都是相同的。 猜想假设+数学推导 困难：落体运动时间太快，无法准确测量时间。 “减缓”或”冲淡“自由落体运动→斜面运动 伽利略对自由落体运动的研究——伽利略的斜面实验 建立概念 提出猜想 v与x成正比 v与t成正比 利用数学推导出荒谬的结果 实验验证是否真实 实验事实 小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动。 不同质量、不同高度、只要斜面倾角一定，小球的加速度都是相同的。 合理外推 当斜面倾角增大到90°，小球仍保持匀加速直线运动，且所有物体下落的加速度相同。 猜想假设+数学推导 小球的加速度随斜面倾角增大而增大。 研究自由落体运动的规律——打点计时器 打点计时器、纸带、墨粉纸盘、带铁夹的铁架台、重锤、夹子、交流电源、毫米刻度尺. 1.实验器材 重锤拖着纸带竖直下落时，阻力比重锤的重力小得多，可近似认为重锤从静止开始下落的运动是自由落体运动。 2.实验原理 （1）将计时器竖直固定在铁架台上 （2）竖直提起纸带，使重物靠近计时器下端 （3）先打开打点计时器，再松开纸带 （4）关闭电源，取下纸带 （5）更换纸带，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 3.实验步骤 研究自由落体运动的规律——打点计时器 4.数据处理 A C B x1 D E x2 x3 x4 x5 x6 F G 类比探究小车运动时速度与时间的关系，画出V-t图像。 研究自由落体运动的规律——打点计时器 4.数据处理 A C B x1 D E x2 x3 x4 x5 x6 F G 类比探究小车运动时速度与时间的关系，画出V-t图像 5、自由落体运动的运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。 二、自由落体加速度（也叫重力加速度g） 1、方向：竖直向下 从右图中你发现什么规律？ （2）纬度越高，重力加速度越大；赤道最小，两极最大 （1）实验表明：同一地点，重力加速度相同 2、大小：g=9.80m/s2 3、粗略计算取g=10m/s2 三、自由落体运动的运动规律 V0=0 a=g 课堂小结 自由落体运动 条件 只受重力作用 从静止开始 特征 初速度为零 竖直下落 匀加速运动 自由落体公式 实质:初速度为零匀加速直线运动 自由落体加速度 大小：9.8m/s2 方向：竖直向下 谢谢聆听! 祝所有的老师们、同学们每天都有好心情！ Lavf59.6.100 $