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

该高中物理课件围绕自由落体运动展开，从生活中的跳伞、雨滴下落现象导入，提出物体下落快慢与重量关系的问题，引出亚里士多德观点，通过逻辑矛盾分析和粉笔与纸片、牛顿管等实验反驳，逐步建立自由落体理想化模型，形成从现象到假设再到验证的学习支架。 其亮点在于以科学思维和科学探究为核心，通过重物轻物绑一起的速度矛盾推导培养质疑创新，结合牛顿管真空实验、打点计时器实验分析v-t图像落实科学探究，融入伽利略科学方法渗透科学态度。学生能通过实验与推理构建物理观念，教师可借助清晰实验流程和逻辑脉络提升教学效果。

2.4 自由落体运动 生活中的落体现象 跳伞运动 雨滴下落 物体下落快慢与什么有关？ 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。 亚里士多德 一、新课导入 重物被轻物拖累 重物轻物 绑一起 逻辑的力量 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。 亚里士多德 伽利略 V12＞8 V1=8 V2=4 4<V12<8 ? 结论与假设 出现了矛盾！ 老亚，你错了。 实验验证 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。 亚里士多德 伽利略 老亚，你错了。 同时释放外形体积大小材料相同但质量不同的两个小球同时落地 传说中： 世界著名的比 萨斜塔实验证明 物体下落快慢与轻重无关 探究1：什么因素影响物体下落的快慢呢？ 实验一 重量大的粉笔和轻薄纸片谁下落得快? 相同的两张纸，纸团与一张纸呢？ 实验二 重量大的粉笔，下落的快 纸团下落的快 实验三、取两张质量不同的纸，取质量小揉成纸团，再让它们同时下落。可观察到什么现象？ 现象：质量小的纸团下落的快。 影响落体运动快慢的因素是 空气阻力的作用。 新知导入 可见亚里士多德的观点是错误的。 那么，排除空气阻力的影响，轻重不同的物体下落的情况到底怎样？ 即研究不同物体在不受空气阻力时的运动情况 如何实现？ 影响落体运动快慢的因素是 空气阻力的作用。 新知讲解 2、牛顿管实验：轻重不同的物体下落快慢的研究 实验结论： 在没有空气的空间里，物体下落的快慢相同。 。 甲：有空气 乙：真空 新知讲解 3.自由落体运动（理想化模型） （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）当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，只受重力、 v0=0的物体也可视为自由落体运动。 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？ 怎样探究？ 做实验！ 新知讲解 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 二、实验：研究自由落体运动的规律 新知讲解 3、实验步骤 ①把打点计时器竖直固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另 一端穿过计时器。 ②让重物靠近打点计时器，用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点，最后要关闭电源。 ③仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。 ④改变重物的质量，重复上面的实验。 新知讲解 0　 0.04 0.08 0.5 t/s v/（m.s-1） 1.5 2.0 1.0 0.12 0.16 0.20 0.24 2.5 结果：v-t图像为一条倾斜的直线，对不同物体重复进行的实验，在同一地点斜率相同，均接近9.8m/s2（学生实验一般测得小于9.8m/s2） 结论：自由有落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。 4.实验结论 新知讲解 0　 0.04 0.08 0.5 t/s v/（m.s-1） 1.5 2.0 1.0 0.12 0.16 0.20 0.24 2.5 误差来源： 1.纸带与打点计时器的摩擦。 2.空气阻力的影响。 3.测量误差。 新知讲解 三、自由落体加速度 对不同物体进行的实验，斜率相同，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。 2、符号：通常用g表示。 3、方向：竖直向下。 4、大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 新知讲解 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。 地 点 纬 度 重力加速度 赤道海平面 0° 9.780 马尼拉 14°35′ 9.784 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 你从表中发现了什么规律吗？ 重力加速度g随纬度的增加而增大。 一些地方的重力加速度 补充：g随海拔的增高而减小 新知讲解 四、自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。 你能根据匀变速直线运动的基本公式，总结自由落体运动的规律吗？ 匀变速直线运动 自由落体运动 zxxk 课堂总结 一、自由落体运动 1、定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。 2、条件：V0=0，只受重力。 3、性质：初速度为零的匀加速直线运动。 二、自由落体加速度 1、定义：物体在自由落体运动中的加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度。 2、符号：g 3、方向：竖直向下 4、大小：一般 g =9.8m/s2，粗略计算 g=10m/s2 说明：同一地点g值不变，g值随纬度的增加而增大，随海拔的增加而减小。 三、自由落体运动规律 伽利略的科学方法 伽利略科学方法的基本要素： 观察现象 提出假设 逻辑推理 实验检验 合理外推 科学漫步 伽利略科学方法的意义： （1）伽利略第一次把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方法和科学研究方法，打开了近代科学的大门. （2）伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端. -----爱因斯坦 科学漫步 怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍 助手利用自己的脉搏测时间 一些教会贵族 伽利略的时代背景 科学漫步 课堂练习 例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ） A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B、不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的 C、物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D、自由落体运动的加速度与物体的质量无关 CD 2、一个物体从房檐自由落下，通过一个高为1.8m的窗户用了0.2s，g取10m/s2，则房檐距窗户下沿的高度为————。 1、重力加速度的大小与纬度有关，一般来说，纬度越高，g值越大大（填大或小），重力加速度的方向总是竖直向———（填“下”或“上”）。 下 5m 3、三峡大瀑布位于湖北省宜昌市晓峰旅游景区中、该景区中瀑布中的水从顶端落至地面的过程用时约3s，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．30m B．45m C．55m D．60m B 4. 让两颗质量不同的石子，从同一高度同时开始下落（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．质量大的石头下落的快 B．质量小的石头下落的快 C．两颗石子下落的快慢相同 D．两颗石子在下落的过程中具有不同的加速度 C 5、下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动（　　） A．树叶的自由下落过程 B．运动员推出的铅球的运动 C．从桌面轻轻滑落的钢笔的运动 D．石子从水面自由落到水底的运动 C 拓展提高 2、房檐滴水，每隔相等的时间积成一滴水下落，当第一滴水下落到地面时，第五滴水刚好形成，观察到第四、第五滴水之间的距离恰好为1 m，不计空气阻力，则此房檐离地面的高度为（ ） A.4 m B.5 m C.6 m D.16 m 1、一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是______。 36m D 3．从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，它们在空中任一时刻（ ） A．甲乙两球距离始终保持不变，甲乙两球速度之差保持不变 B．甲乙两球距离越来越大，甲乙两球速度之差也越来越大 C．甲乙两球距离越来越大，甲乙两球速度之差保持不变 D．甲乙两球距离越来越小，甲乙两球速度之差也越来越小 C $