2.4 自由落体运动 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦自由落体运动，通过高层物体下落、纸团与纸片下落实验导入，引导学生发现空气阻力对下落快慢的影响，衔接亚里士多德与伽利略的研究，搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过牛顿管实验（空气与真空对比）和打点计时器实验（逐差法、v-t图像），培养学生科学探究和科学思维能力。结合伽利略“猜想—验证”研究方法，渗透科学态度与责任，助力学生构建物理观念，也为教师提供清晰的教学流程和实验指导。

第四节 自由落体运动 人教版（2019）必修一教学课件 第二章 匀变速直线运动的研究 1 目 录 导入与素养目标 新课讲解 课堂练习 课堂小结 导入与素养目标 ➤ 新课导入 站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？ 在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？ 结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？ 素养目标 【物理观念】 知道自由落体运动的条件和性质（初速度为零的匀加速直线运动）。 掌握重力加速度的特点及自由落体运动的规律公式。 【科学思维】 能运用匀变速直线运动规律分析自由落体问题。 通过轻重物体下落快慢的辨析，培养科学推理能力。 素养目标 【科学探究】 通过实验探究自由落体运动的性质，测量重力加速度。 经历 "猜想 — 实验 — 验证" 的科学探究过程。 【科学态度与责任】 了解伽利略对自由落体的研究，体会科学研究方法的重要性。 认识自由落体规律在生活、生产中的应用价值。 新课讲解 ➤ 新课讲解 那么是什么因素影响物体下落的快慢呢？ 重量大的硬币和轻薄纸片谁下落得快? 相同的两张纸，将一张纸捏成纸团后，同一高度同时释放，谁下落得快？ 重量大的硬币，下落的快 纸团下落的快 空气阻力影响下落快慢 如果没有空气阻力只在重力作用下呢？ 8 新课讲解 一、自由落体运动 1.历史上对自由落体运动的研究 亚里士多德 　　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。 9 新课讲解 伽利略通过逻辑推理认为亚里士多德“重的物体下落快”的论断，会推出矛盾的结论。 假设重的物体下落快 v1=4 结论：重的物体反而下落得慢了 矛盾 v2=8 v3<8 10 新课讲解 轻重不同的物体下落快慢的研究（牛顿管实验） （1）实验器材：牛顿管（一个两端封闭的玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通）、真空泵、质量不相同的铁片和羽毛等。 在空气中 在真空中 11 新课讲解 ④把牛顿管里的空气几乎全部抽出，重复步骤③，观察物体下落的情况。 （2）实验步骤 ①在有空气阻力时，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中； ②把玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况； ③启动真空泵，把牛顿管里的空气抽出一些，把玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况； 12 新课讲解 结论： (1)当玻璃管内有空气时，纸片比铁片下落___得多。 (2)抽去玻璃管内部分空气，纸片比铁片下落得还是___，但落地时间相差_____。 (3)继续抽取玻璃管内的空气，使其接近真空，纸片与铁片下落的快慢_________。 变小 几乎一样 慢 慢 13 新课讲解 14 新课讲解 2.自由落体运动 1.定义：物体只在重力的作用下由静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。 2.条件：只受重力，初速度为零。 3.理想模型：自由落体运动只有在真空中才能发生。 实际生活中，当空气阻力的作用比较小的情况下，我们可以把物体的下落近似看作自由落体运动。 通过牛顿管实验，我们可以看到物体下落的速度越来越快，那么自由落体运动是什么性质的运动呢？ 猜想：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 15 新课讲解 二、实验：自由落体运动规律 你是否可以利用以下实验器材设计一个实验来研究自由落体运动的规律呢？ 16 新课讲解 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. 纸带在重物的作用下自由下落，根据打出的纸带上的点迹，分析重物的运动规律 2.实验原理 1.实验装置 17 新课讲解 （1）将计时器竖直固定在铁架台上 （2）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 （4）关闭电源，取下纸带 （5）更换重物，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 3.实验步骤 18 新课讲解 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 x02= x13= x24= x35= x46= 4.数据记录 编号 下落时间t/s 计数点间的位移Δx/m 计数点间的时间T/s 1 2 3 4 5 19 新课讲解 5.数据分析 （1）根据测得数据做出v-t图像 20 新课讲解 （2）逐差法 ①根据表格中数据计算连续相等时间间隔的位移差,得出连续相等时间间隔的位移差是一个常数,从而得出自由落体运动是匀加速直线运动; ②计算出自由落体运动的加速度。 21 新课讲解 22 新课讲解 【实验结论】 ②加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)。 ①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 23 新课讲解 拓展：除了利用打点计时器研究自由落体运动，还可以利用频闪仪或光栅传感器等更加精准测量物体自由落体运动的性质。 24 新课讲解 三、自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫作重力加速度。通常用g表示。 2.方向：竖直向下 3.大小：标准值，g＝9.80665 m/s2 　　在同一地点，一切物体的重力加速度都相同，但是在地球表面不同的地方，重力加速度的大小一般是不同的。 25 新课讲解 　　在同一地点，一切物体的重力加速度都相同，但是在地球表面不同的地方，重力加速度的大小一般是不同的。 同一地点，任何做自由落体运动的物体 g 都相等 ； 不同地点， g 随纬度增加而增加 ； 在月球上的 g 约为地球上 g 的六分之一 ； 一般情况下，g 取 9.8 m/s2，或者取 10 m/s2，具体看题目要求。 地点 纬度 g 值 北极 90° 9.832m/s2 莫斯科 55°45′ 9.816m/s2 纽约 40°46′ 9.803m/s2 北京 39°56′ 9.801m/s2 东京 35°43′ 9.798m/s2 上海 31°12′ 9.794m/s2 广州 23°06′ 9.788m/s2 赤道 0° 9.780m/s2 26 新课讲解 4.自由落体运动规律的应用 规律名称 匀变速直线运动的规律 自由落体运动的规律 速度公式 v=v0+at ______ 位移公式 _______ 速度与位移 的关系式 _______ 平均速度 求位移公式 ______ v=gt h=gt2 v2=2gh h=t 27 新课讲解 四、伽利略对自由落体运动的研究 1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。 亚里士多德 2.伽利略的研究： (1)逻辑归谬 (2)猜想与假说 (3)数学推理 (4)实验验证 (5)合理外推。 伽利略 28 课堂练习 ➤ 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂小结 ➤ 课堂小结 自由落体运动 自由落体运动 自由落体加速度 特点：只受重力，初速度为0 研究自由落体运动的规律 实验装置、实验器材、操作要点 数据处理：利用Δx=aT2、利用v-t图像 实验结论：自由落体运动是匀加速直线运动 大小：9.8m/s2，随纬度升高而增大 方向：竖直向下 自由落体运动的规律 公式：v=gt、h=gt2、v2=2gh 伽利略对自由落体运动的研究 逻辑归谬、猜想与假说、数学推理、实验验证、合理外推 感谢观看 38 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.12.100 Sheet1 编号 下落时间t/s 计数点间位移Δx/m 计数点间时间T/s 计数点的速度v(m/s) 1 0.04 0.04 0.0000 2 0.08 0.04 0.0000 3 0.12 0.04 0.0000 4 0.16 0.04 0.0000 5 0.20 0.04 0.0000 Sheet1 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 时间 速度 v-t图像 0 0 0 0 0 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7 Lavf59.27.100 $