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

该高中物理课件围绕自由落体运动展开，涵盖定义、特点、规律及伽利略研究历程，通过亚里士多德与伽利略观点对比导入，结合橡皮和纸片实验引导思考空气阻力，逐步过渡到理想化模型，构建生活现象到物理概念的学习支架。 其亮点在于以伽利略研究为主线，融合科学思维（逻辑反证推翻旧观点、模型建构理想化运动）与科学探究（斜面实验验证、合理外推至竖直下落），通过“冲淡重力”等实验实例，采用问题链驱动教学，帮助学生理解科学研究过程，提升探究能力，也为教师提供结构化资源，助力高效教学。

§2.5 自由落体运动 轻的物体和重的物体谁下落的快？ 问题： 1.他的观点：重的物体下落得快 2.根据什么得到这个观点？ 3.你同意这个观点吗？ 亚里士多德 B.C.384——B.C.322 活动 材料：橡皮和纸片 问题：你认为造成“重快轻慢”的真正原因是什么？ 可能是因为空气阻力的影响？ 如果没有空气阻力，运动结果会怎样呢？ 4 月球上的落体实验：1971年阿波罗15号登月，宇航员大卫.斯科特在没有空气的月球上将一根羽毛和一把铁锤同时释放，发现它们同时竖直落到月球表面。 4 一、自由落体运动 1.定义：只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动 自由落体运动是理想化模型 思考1：生活中的落体运动是自由落体吗？ 思考2：你认为自由落体运动的规律是怎样的？ 特点 受力：只受重力 如果空气阻力与重力相比可以忽略不计，且下落高度不是很大的情况下，也可近似看成自由落体 2.运动性质：自由落体运动是初速度为零、加速度恒定的匀加速直线运动 方向：竖直向下 大小：g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2 4.影响重力加速度的因素： （1）海拔越高，g越小 （2）纬度越高，g越大 3.自由落体加速度：g，也叫重力加速度 g的大小具有地域特点：同一地点，g相同；不同地点，g一般不同 5.自由落体运动的规律 匀变速直线运动 自由落体运动 自由落体运动还满足初速度为零的比例公式 例1、 水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下的上下边缘高度差为1.4m的窗户用时0.2s，空气阻力不计，取g=10m/s2，求此窗户上边缘离屋檐距离？ 例2、物体从高h处自由下落，它落到地面前的最后1s内下落了35m，g=10m/s2，求物体下落的高度及下落的时间。 充分利用v0=0 例3、一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后1s内下落的高度为楼高的7/16，求楼高？（ g=10m/s2） 二、物理学史：伽利略对自由落体运动的研究 伽利略 亚里士多德 pk 重的快！ 一样快！ 假设：重的物体下落得快 结论：重的物体下落得慢 v重 = 8m/s v轻 = 4m/s ? 4 < v < 8m/s 逻辑的力量 1，速度无法直接测量 2，落体运动太快了，时间无法精确测量 伽利略遇到的问题 阅读课本53页54页(4min) 二、物理学史：伽利略对自由落体运动的研究 合理的假设：在下落过程中物体得到的速度与下落的时间成正比，v=at 问题：如何检验自由落体的速度随时间均匀增加,V=at？ 在伽利略年代技术上的困难：没有直接测量瞬时速度的仪器，甚至连一座记录快速运动的好钟都没有. 转换问题： 伽利略的转换：如果V=at，则 由验证V=at,转换为验证 新的问题：直接针对自由落体来验证 还是很困难，需要进一步转换问题，怎样转换？ （1）“冲淡重力”、“减缓”自由落体运动 （2）光滑斜面、光滑黄铜球——减小阻力所占重力的比例 3.斜面实验： （3）用滴漏来测量时间 （巨大水容器 、口径很小的管子、用精密天平称水量） 水量之比=时间之比 实验的结果： 下落的距离x与所用的时间t的平方之比:x/t2为一常数； 进而证明：在斜面上的运动V正比与t x1 ：x2 ：x3 = 1：22：32：… 问题：物体在斜面上是匀加速直线运动，怎样推断自由落体的运动性质呢？ ——自由落体是匀加速直线运动。 合理外推 提出问题 提出猜想 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论 轻物体下落慢，重的物体下落快是错误的 自由落体是初速度为0的匀加，速度与时间正比 物体下落的高度与时间的平方成正比 著名的斜槽实验 斜面合理外推为竖直面 自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动 测反应时间 规律的应用1——用刻度尺估测自己的反应时间 甲 乙 P h 打点计时器 纸带 夹子 重物 打点计时器测定自由落体的加速度 实验装置 数据处理 规律应用2—利用自由落体运动测量重力加速度 规律应用3——利用频闪照片测量当地重力加速度 x1=1.64cm x2=2.72cm x3=3.81cm x4=4.90cm x5=5.99cm T=1/30s x2-x1=1.08cm x3-x2=1.09cm x4-x3=1.09cm x5-x4=1.09cm 自由下落的物体的运动是匀变速直线运动 1、伽利略对落体运动规律的探究过程： 发现问题－提出假说－间接验证－合理外推 2、自由落体运动的概念、特点及基本规律 课堂小结 $