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

该高中物理课件聚焦自由落体运动，系统阐述其定义、性质及规律，通过苹果下落等生活现象导入，以亚里士多德与伽利略的历史观点冲突为线索，结合纸片硬币对比、牛顿管等实验探究影响因素，构建“现象 - 问题 - 实验 - 规律”的学习支架，衔接匀变速直线运动知识。 其亮点在于融合历史情境与实验探究，通过伽利略逻辑悖论（大小石头捆在一起的矛盾结论）和牛顿管实验（真空与有空气对比），培养科学思维与科学探究能力。采用问题驱动和实验对比法，学生在质疑与验证中深化物理观念，教师可借助结构化实验设计和历史素材提升教学互动性与有效性。

粤教版 必修第一册 第二章 匀变速直线运动 2.4 自由落体运动 雨滴下落 树叶飘落 【引入】 雨滴下落 树叶飘落 苹果下落 在物理学上，我们把这种物体下落的运动称做落体运动。 生活经验：苹果和树叶同高度释放谁下落的快 重的物体下落的快 思考：落体运动是一种常见的运动，有什么运动规律？ 真的是重的物体下落得快吗？ 根据平常日常观察到的事实，如一个苹果比一片树叶确实下落得要快些……二千多年前，古希腊科学家 亚里士多德 根据生活观察到的事实，他提出观点：物体从空中下落的快慢与物体所受重力有关，重的物体下落快。 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，你认为老亚的观点对吗？能举例推翻这一结论吗？真的是重的物体下落得快吗？ 几百年前： 二千年前： 意大利 物理学家、天文学家伽利略的研究：通过逻辑推理，否定了“重的物体比轻的物体落得快”的论断。 他认为：影响物体下落快慢的因素不是重量。 理论分析 v v 【结论1 】如果把大石头和小石头捆在一起，其所受的重力一定比任一物体大，其下落的速度也应该比其中任一物体下落的速度快。 【结论2 】如果把大石头和小石头捆在一起，独自下落较慢的小石头就会拖慢独自下落较快的大石头，最终其下落的速度应该比大石头独自下落的速度慢。 大石头和小石头捆在一起下落 同一种观点会推导出两个截然相反的结论？？ 传说的比撒斜塔实验： 1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个轻重不同的铁球同时落地”的实验， 这个被科学界誉为"比萨斜塔试验"得出了重量不同的两个铁球几乎同时下落的结论，从此推翻了亚里士多德“重的物体下落得快”的说法 影响物体下落快慢的因素是什么呢？ 实验与探究（课本P46） 实验 比较的物体 轻重 　 下落的情况 （现象） 结论 硬币重 纸片与硬币 ① 纸片与纸团 相同 ② 硬币纸片与硬币 硬币纸片重 ③ 硬币快 纸团快 一样快 重的物体 下落快 轻重相同下落快慢不同 轻重不同下落快慢相同 总结论：物体自身的轻重不是影响物体下落快慢的因素　　　　　 （2）牛顿管内的空气被抽出一些。 金属片比羽毛下落得快． 金属片比羽毛下落快，但两者的速度差比情况（1)的小；随着被抽出的空气越多，两者下落的快慢越接近。 观察下列情形牛顿管内物体下落的快慢情况 （1）牛顿管内有空气。 （3）牛顿管内空气被全部抽出（近似真空）。 金属片与羽毛下落一样快． 影响物体下落快慢的因素 猜想：空气阻力？ 实验探究：牛顿管实验（课本P47） 演示实验 （1）空气阻力是影响物体下落快慢 的重要因素。 （2）在没有空气阻力时，任何物体自由下落的快慢相同。 影响物体下落快慢的因素是什么？ 实验结论 １．定义： 物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 ２．自由落体运动的特点： （1）初速度 Vo =0 （2）仅受重力作用 （3）是一种理想化的运动 ３．在日常的生活中，空气是无处不在的，物体在下落的过程中就会受到空气的阻力，当物体的重力远大于阻力时（G»f），空气的阻力可以忽略。由静止自由下落的物体（如：实心的铁球、石头等），可近似认为物体做的是自由落体运动。 一、自由落体运动 自由落体会是一个怎样的运动？ 猜想： 猜想自由落体运动是： 初速度为0 速度越来越大 加速度是否恒定 初速度为零的匀加速直线运动。 √ ？ √ 自由落体运动 运动轨迹是一条直线 √ 频闪照相 打点计时器:利用纸带记录物体运动信息. 探究自由落体运动的方法 打点计时器 频闪照相 方案2：利用v-t图像 14 （1）任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？是否验证了上述猜想？ 右图是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题： （2）如果猜想正确，小球做自由落体运动的加速度是多少？ 温馨提示：在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里的位移之差是个恒量 课本P48 右图是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题： （2）如果猜想正确，小球做自由落体运动的加速度是多少？ 小球的加速度为 =980cm/s2 =9.8/s2 课本P48 初步分析：自由落体运动性质 轨迹 ——直线 方向 ——竖直向下 变速 ——速度越来越大 相等时间内发生的位移 ——越来越大 任意两个连续相等的时间里，物体下落的位移差相同 由此验证了猜想是正确的。 自由落体运动是初速度为零，加速度为g=9.8m/s2 的匀加速直线运动. 二、自由落体运动的性质　 1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动. 2、为了区别一般情况下物体的加速度，我们用g来表示自由落体运动的加速度， g称为重力加速度 g=9.8m/s2 其数值在地球上不同地点一般是不同的。一般计算中通常取g＝9.8m／s2.粗略计算时可取g＝10m／s2. 3、重力加速度g是矢量，方向竖直向下。 4、在地球上不同地点，g 的值略有不同。 结论：两极最大，赤道最小； 纬度越高，g值越大，纬度越低，g值越小 距地面越高，g值越小。 赤道： g=9.780m/s2 北京： g=9.801m/s2 北极： g=9.832m/s2 随纬度升高，重力加速度增大。 莫斯科： g=9.816m/s2 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。 自由落体运动的速度公式和位移公式： 三、自由落体运动规律　 自由落体运动的图像（s-t图像和v-t图像） S t o v t o 例题（课本P49）：如图所示，椰子从距地面高度为20m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力，取 。求椰子落地的时间和到达地面时速度。 解：规定竖直向下为正方向。由自由落体运动的位移公式 得： 又 拓展： 在例题中，椰子在落地前1s下落的高度是多少？ 1.【课堂练习】（课本P51） （1）它是用什么方法估测洞的深度的？ 采用了测量石头下落时间的方法测量洞的深度。取 ， ， （2）请指出这种方法的优点与不足。 优点：设备简单，操作方便，计算简便。 缺点：没有考虑声音传播的时间；不同地方的取值不同，取值粗略；测量方法粗略，测量误差大。 2.（多选）为了求出塔的高度，从塔顶只有下落一石子，除了需要知道重力加速度以外，还需只知道下面哪一项（ ） A、石子落至地面所经历的时间 B、最初1s内石子的位移 C、最后1s内石子的位移 D、第1s末的速度和第2s末的速度 3.水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，空气阻力不计，取g=10m/s2，求此窗户离屋檐距离？ AC Lavf59.6.100 $