2.4 自由落体运动 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

该高中物理课件围绕自由落体运动展开，涵盖历史观点、影响因素、概念、加速度及运动规律，通过亚里士多德与伽利略的观点冲突导入，结合归谬法、探究实验、牛顿管实验逐步构建知识，形成从现象到本质的学习支架。 其亮点在于融合科学思维（伽利略归谬法、逻辑推理）与科学探究（牛顿管实验、打点计时器数据分析），通过易错辨析和实际案例（瀑布、跳台）巩固物理观念。学生能提升探究能力，教师可高效开展实验教学与概念建构。

2.4自由落体运动 必修第一册&第二章 匀变速直线运动的研究 授课教师：YANG 物体下落的运动是生活中一种常见的运动。 雨滴的下落 问题1.物体下落的快慢与什么因素有关？ 苹果的下落 蹦极运动 新课引入 古希腊最伟大的科学家 ——亚里士多德 轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢. 伟大的意大利物理学家、天文学家 —— 伽利略 老亚，你这种观点是错误的！ ？ 历史上关于落体运动的两种观点 一、自由落体运动—影响下落快慢的因素 大石头被小石头拖着：V12<8 整个物体比大石头更重：V12>8 矛盾！ 假设：重的物体下落得快 归谬法： 同一假设条件，通过合理推论，得出两个相互矛盾的结论。 结论：轻重不同的铁球同时落地 一、自由落体运动—影响下落快慢的因素 探究实验：影响物体下落快慢的因素？ 结论：物体下落的快慢与物体的轻重无关，与受到的空气阻力有关 从同一高度静止放下 重物和轻物 等重的纸片和纸团 实验结果 重物 纸团 一、自由落体运动—影响下落快慢的因素 猜想：如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢是否真的相同呢？ 一、自由落体运动—猜想及验证 实验分析： 牛顿管实验：无空气影响时，物体下落的快慢？ 结论： 。 所有物体在真空中下落快慢相同，与物体的轻重无关 所有物体下落快慢情况都相同 物体下落受空气阻力的影响，快慢情况不同 真空中 空气中 实验结果： 一、自由落体运动—实验分析 1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 3.注意： （1）不同物体的自由落体运动，他们的运动情况完全相同。 （2）当空气阻力很小可以忽略不计时，物体的下落可以近似看成是自由落体运动。 2.条件： 只受重力 初速度为零（V0=0） 一、自由落体运动—概念（P48) 【易错辨析】 1. 从静止下落的物体都可以看成自由落体运动。 （　×　） 2. 物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。 （　×　） 3. 苹果从树上落下来，苹果的运动可以看成自由落体运动。 （　√　） × × √ 一、自由落体运动—练习 问题2：自由落体运动是一种什么样性质的运动？ 1、实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、电源、夹子、导线、重物。 2、原理：纸带在重物的作用下自由下落，纸带受到的阻力较小，近似认为纸带做自由落体运动，根据打出的纸带点的情况，分析出重物的运动规律。 纸带 夹子 重物 打点计时器 实验：研究自由落体运动的规律 二、自由落体加速度—探究规律 二、自由落体加速度—实验 0 1 2 3 4 5 6 自由落体运动的轨迹是怎样的？ 相邻计数点间的距离是怎么变化的？ 相邻相等时间间隔的位移之差满足什么关系？ 直线 变大 加速 S1 S2 S3 S4 S5 S6 连续相等时间内的位移差相等，则a不变。 匀加速直线运动 二、自由落体加速度—数据分析 0 1 2 3 4 5 6 逐差法 S1 S2 S3 S4 S5 S6 加速度大小如何计算？ 二、自由落体加速度—数据分析 结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 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，也叫做重力加速度，用g表示。 2.大小：g=9.8m/s2或10m/s2 333.方向：竖直向下 二、自由落体加速度—概念（P49) 4.规律 不同地点g值一般不同 纬度越高g值越大 地 点 纬 度 重力加速度 (m·s-2) 特点 赤道 0° 9.780 最小 广州 23°06′ 9.788 武汉 30°33′ 9.794 上海 31°12′ 9.794 东京 35°43′ 9.798 北京 39°56′ 9.801 纽约 40°40′ 9.803 莫斯科 55°45′ 9.816 北极 90° 9.832 最大 二、自由落体加速度—概念（P49) 【易错辨析】 1. 同一地点，轻重不同的物体的g值一样大。 （　√　） 2. 自由落体加速度的方向垂直地面向下。 （　×　） 3. 所有做自由落体运动的物体相等时间内速度的变化一定相等。 （　√　） √ × √ 问题3.从运动性质看，自由落体运动满足什么样的规律？ 二、自由落体加速度—练习 = 自由落体运动： 0 a=g 匀变速直线运动 匀变速直线运动 v=v0+at g g h h v= gt 自由落体运动 三、自由落体运动规律 课堂练习 1、万州大瀑布是万州区4A级景区、被誉为“亚洲第一瀑”，该瀑布中的水从顶端落至地面的过程用时约4s，若将此运动视为自由落体运动，重力加速度g=10m/s2，则该瀑布的高度约为（　　） A．40m B．50m C．70m D．80m D 三、自由落体运动规律—练习 2.有一只熊掉进了20m深的洞里用了2.017秒，请问这只熊什么颜色？ 处于北极，是北极熊，所以是白色 课堂练习 三、自由落体运动规律—练习 自由落体运动 产生的条件 只受重力作用 从静止开始 运动的特征 初速度为零 竖直向下 初速度为零的匀加速直线运动 概念： 物体只在重力作用下，由静止开始 的下落运动 运动的性质： 匀加速运动， 课堂总结 1. （伽利略对自由落体运动的研究）（2025·云南曲靖高一期中）在物理 学的发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于 伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的是（　　） A. 伽利略的研究认为，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢是相同的 B. 伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比 C. 伽利略通过斜面实验外推出物体做自由落体运动的加速度的大小跟质量 有关 D. 伽利略思想方法的核心是直接用实验验证了运动速度与下落的时间成 正比 √ 课堂练习 解析：伽利略对自由落体运动的研究认为，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢是相同的，故A正确；伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，小球在斜面上运动速度与位移不成正比，故B错误；通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为90°时，物体做自由落体运动，物体的加速度与物体的质量无关，故C错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故D错误。 课堂练习 2. （自由落体加速度的理解）〔多选〕下列关于重力加速度的说法正确的 是（　　） A. 重力加速度g是标量，只有大小，没有方向 B. 在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大 C. 在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的 D. 纬度越低的地方，重力加速度g值越小 √ √ √ 解析：重力加速度是矢量，方向总是竖直向下。地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的。地球上不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g值越小，故A错误，B、C、D正确。 课堂练习 3. （自由落体运动v-t公式的应用）（2024·广西高考3题）让质量为1 kg的 石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1 s末速度大小为v1，再将P1和 质量为2 kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第 1 s末速度大小为v2，g取10 m/s2，则（　　） A. v1＝5 m/s B. v1＝10 m/s C. v2＝15 m/s D. v2＝30 m/s 解析：重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落第1 s末速度为v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故选B。 √ 课堂练习 4. （自由落体运动x-t公式的应用）在女子单人10米跳台比赛中，某运动员 在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调 整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2， 则运动员用于姿态调整的时间约为（　　） A. 0.2 s B. 0.4 s C. 1.0 s D. 1.4 s √ 课堂练习 解析：运动员下落的整个过程所用的时间为t＝＝ s≈1.4 s，下落前5 m的过程所用的时间为t1＝＝ s＝1 s，则运动员用于姿态调整的时间约为t2＝t－t1＝0.4 s，B正确，A、C、D错误。 课堂练习 $