2.5 自由落体运动 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦自由落体运动规律，涵盖重力加速度、竖直上抛运动及伽利略科学研究方法，从生活中物体下落快慢现象导入，通过亚里士多德与伽利略观点对比，以“问题提出→猜想→验证→外推”问题链搭建学习支架，衔接匀变速直线运动知识。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如伽利略逻辑推理三步矛盾分析、斜面实验“冲淡重力”转化与合理外推培养科学推理和质疑创新，实验部分（打点计时器逐差法、滴水法测g）强化科学探究能力，重力加速度纬度差异表格与分层例题助力物理观念构建。学生能提升科学探究与问题解决能力，教师可直接利用实验指导和例题实施教学。

第五节 自由落体运动 匀变速直线运动的规律 第二章 教科版 高中物理必修一 物体下落的运动是司空见惯的，轻重不同的物体哪个下落的快呢？ 落体运动 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 伽利略 v12＞8 v1=8 v2=4 4<v12<8 结论与假设 出现了矛盾！ 古人的观点 伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误，最后通过实验证明重物与轻物下落得同样快。 重物被轻物拖累 重物轻物 绑一起 通过上面的实验可以看出：物体下落的快慢与质量无关，下落得快慢不同是由空气阻力造成的。 阅读教材53页到54页内容，了解伽利略对自由落体运动的研究，探究过程有什么巧妙之处？ 科学漫步 一.速度位移关系 一.伽利略对落体运动的研究 1.亚里士多德的观点：重的物体下落更快 2.伽利略的科学探究 ①过程：问题提出→提出猜想→实验验证→合理外推 ②转化变通： ③合理外推：斜面倾角增大到90°，成为落体运动 斜面延长运动时间，冲淡重力影响 研究表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度。通常用g表示。 自由落体运动加速度 地点 纬度 重力加速度 赤道 0° 9.780 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 你能从表中发现什么规律吗？ 二.自由落体运动 1.概念：只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动。 2.特征：①竖直方向 ②初速度为0 ③只受重力（若 ，可看作自由落体） 3.重力加速度 g ①方向：竖直向下（不一定垂直地面及指向地心） ②大小：与物体质量无关。 纬度越高，g越大（g极地>g赤道）；海拔越高，g越小 4.运动规律 运动性质：a=g v0=0的匀变速直线运动 【例1】下列可看作自由落体运动的是，下列说法正确的是（ ） A.春天下毛毛细雨，雨滴下落的过程 B.卫星返回舱返回地球过程中的运动 C.从二楼阳台由静止释放的一把钥匙 D.从水平飞行的飞机上释放的大包救灾物资 E.初速度为0，加速度大小恒为g的运动 C 【例2】细雨霏霏，在一个楼房的屋檐边缘，每隔一定时间有一水滴落下。若某一水滴共用时1.2s落地，恰好有另一滴水离开屋檐开始下落，并且空中还有另外两滴水滴正在下落，g=10m/s2,求: (1)此屋檐离地的高度（2）某滴水落地瞬间，空中两滴水分别距离地面的高度 【例3】长为5m的竖直杆从高层楼房房顶自由下落，在这个杆的下方距杆的下端5m处有一面广告牌，若这面广告牌的高度也是5m，则这根杆通过广告牌的时间为多长？ 三.竖直上抛运动 1.定义：将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动。 2.运动性质：初速度v0 >0,加速度a=-g的匀变速直线运动。 3.运动规律 最高点C，vc=0 v0 速度变化量方向竖直向下 4.研究方法 ①分段法 上升：v0 >0,a=-g的匀减速至0的直线运动。（处理为反向匀加速） 下降：自由落体运动 ②全程法：v0 >0,a=-g 的匀变速直线运动。 注意矢量性： 初速度方向为正。 v>0，上升；v<0，下降； h>0，在抛出点上方；h<0，在抛出点下方。 5.运动对称性 最高点C，vc=0 v0 B A ①时间对称性：上升下降阶段经过任意相同两点，所用时间相同 ②速率对称性： 上升下降经过同一点时速度大小相等（方向相反） 【例】一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过最高点C点下方一个比较低的A点的时间间隔为TA，两次经过最高点下方一个比较高的B点的时间间隔为TB ，试求AB之间的距离。 【解析】 画出运动示意图如图示： v0 C A B A B C →A 自由落体运动 t1 = TA / 2 hCA= =1/2×g t12 =1/8 ×g TA2 C →B自由落体运动 t2 = TB / 2 hCB= =1/2×g t22 =1/8 ×g TB2 hAB= hCA - hCB = 1/8 ×g （ TA2 -TB2） 6.运动图像 打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺. 1.实验器材 重物拖着纸带竖直下落时，如果阻力比重物的重力小得多，可近似认为重物仅在重力作用下运动。 2.实验原理 四.测自由落体加速度 （1）将计时器竖直固定在铁架台上,调节计时器上下限位孔在同一竖直线，连接电源 （2）纸带平行穿过两限位孔，下端通过夹子将重锤和纸带连接起来，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，重锤自由下落 （4）关闭电源，取下纸带 （5）重复实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 3.实验步骤 （1）用刻度尺测量打点计时器打出的纸带上的点之间的距离. （2）用各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即 ，做v-t图像，图像为一条倾斜的直线。 (3)根据v－t图像的斜率求加速度，即加速度等于9.81m/s2， 4.数据处理 图像法 方法1： x1 x2 x3 x4 x5 x6 不太妙 逐差法处理纸带 方法2：逐差法 x1 x2 x3 x4 x5 x6 1.当数据只有x1、x2、x3、x4四组时，求加速度？ 2.当数据只有x1、x2、x3、x4、x5五组数据，且要求舍去中间一段（舍x3），怎么求加速度？ 3.当数据只有x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8八组时，求加速度？ 5.注意事项 1.存在阻力导致的系统误差，g测<g实 选用质量大，体积小，密度大的重锤，减小阻力的影响 2.打点计时器先通先断，靠近计时器释放纸带 3.纸带与计时器限位孔在同一竖直线 其他方法处理纸带 1.频闪照相法 2.滴水法 调节龙头，水依次滴落。某滴水碰到盘瞬间，下一滴水正好滴落。从第 1 次听到水击盘声时开始计时，测出听到 n 次水击盘声的总时间为 t，用刻度尺测量出水龙头嘴到盘子的高度 h。 Lavf57.62.100 Lavf60.16.100 $