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 第4节 自由落体运动 高中物理必修 第一册 核 心 素 养 科学思维： 1．通过反驳“重快轻慢”的错误观点，运用逻辑推理+实验论证的方法，提升质疑、批判与科学论证能力。 2．能将匀变速直线运动规律迁移到自由落体运动，完成公式推导与应用，培养演绎推理与知识迁移能力。 科学态度和责任： 通过伽利略探究史实，认识科学质疑、实证研究的价值，培养敢于质疑、求真务实的科学态度。 物理观念： 形成初步的运动与相互作用观念，理解自由落体运动的理想化模型本质，明确其只受重力、初速度为零的成立条件。 新课引入 右图是人教版小学语文教材四年级下册中的一篇课文《两个铁球同时着地》，讲述了17世纪意大利科学家伽利略在年轻时代追求真理的过程中，敢于挑战权威，对人人信奉的哲学家亚里士多德所谓的真理产生了怀疑，经过反复试验求证后，伽利略在人们的嘲讽与猜疑中走上比萨斜塔，用实验证实了真理。 新课引入 秋天树叶的飘落，雨天雨水的滴落等等，物体下 落的运动是司空见惯的，但是人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。现在我们一起来探讨一下吧。 亚里士多德 公元前384-前322 对自由落体最先研究的是古希腊的科学家亚里士多德，他提出：物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。 比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。 新课引入 自由落体运动 伽利略 1564.2-1642.1 16世纪，意大利科学家伽利略根据亚里士多德“重的物体下落得快”提出了相反的意见。伽利略在1636年的《两种新科学的对话》中写道: 如果依照亚里士多德的理论，例如，假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8；但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石头要重，因此整个物体下落的速度应该比8还要大。这是一种矛盾的结论。 自由落体运动 伽利略 1564.2-1642.1 这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。 那么，轻重不同的物体下落的情况到底怎样?下面我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。 伽利略认为，之所以会得出“重的物体下落得快”的结论是因为下落过程中受到了空气的阻力，如果没有空气阻力，重的物体与轻的物体应该下落得同样快。 自由落体运动 自由落体运动 实验结论： 1．现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。 2．没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。 自由落体运动 一、自由落体运动（free-fall motion） 1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 2．特点：只受重力、v0=0。 3．理想情况：如果存在空气阻力但空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 由上面的实验我们可以看到，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢? 自由落体运动 趁热打铁 例1：如图所示，将真空玻璃管竖直放置，使管内小羽毛、小木片和小铁片自其顶端同时由静止开始下落。关于三者的运动，下列说法中正确的是（ ） A．小羽毛先到底端 B．小铁片先到底端 C．小木片先到底端 D．三者同时到底端 解析：将真空玻璃管竖直放置，使管内小羽毛、小木片和小铁片自其顶端同时由静止开始下落，它们均做自由落体运动，高度一样，同时到达底端，D正确。 自由落体加速度 二、自由落体加速度（free-fall acceleration） 对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。 1．定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度(gravitational acceleration)。 2．方向：竖直向下（不能说指向地心） 3．大小：精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。 自由落体加速度 在一般的计算中， g = 9.8 m/s2或g = 10 m/s2。 你从表中发现了什么规律吗?你能尝试解释这个规律吗? 自由落体加速度 4．自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。 趁热打铁 例2：甲、乙两物体距地面的高度比为2：1，同时开始做自由落体运动。下列说法正确的是（ ） A．甲、乙在空中运动的时间比为2：1 B．甲、乙在空中运动的时间比为 C．两物体落地的速度大小相等 D．甲的加速度是乙的加速度的2倍 解析：根据自由落体运动的规律 ，解得 ， ，B正确，A错误；由 可知，落地时间不同，落地速度也不一样，C错误；自由落体运动加速度都相同，都是重力加速度，D错误。 趁热打铁 例3：一小区里，一居民发现一盆栽从高空坠落，所幸未造成人员伤亡。物业通过调取监控录像，发现盆栽在落地前最后0.2s内下落的高度约为 6m。已知每层楼高均为3m(层高为相邻楼板间距，不计楼板厚度)，假设盆栽做自由落体运动，重力加速度g=10m/s2，根据以上数据推算该 盆栽最可能来自哪个楼层（ ） A．11楼 B．14楼 C．17楼 D．20楼 解析：设盆栽下落的时间为t，总高度为 ，落地前最后0.2s内下落的高度为6m，即 ，得t = 3.1s，H = 48.05m，每层楼3m高，则楼层数满足(n-1)×3=48.05m，得到n ≈ 17层，C正确。 科学漫步 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $