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，从生活现象提问引发思考，对比亚里士多德与伽利略观点，通过逻辑推理和纸团、牛顿管等实验建立认知，衔接匀变速直线运动规律，构建学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，纸团对比、牛顿管抽气实验培养科学探究能力，伽利略逻辑推理和频闪照片分析体现科学思维，明确自由落体条件、性质及公式构建物理观念。含实验视频增强直观性，例题一题多解提升解题能力，助力学生深化理解，方便教师高效教学。

主讲老师：谢志兴 粤教版（2019）高中物理必修第一册课件 第二章 匀变速直线运动 第4节 自由落体运动 物思理 目录 1、影响物体下落快慢的因素 2、自由落体运动 3、自由落体运动的规律 第4节 自由落体运动 4、总结与练习 物思理 2 【思考问题】 从树上落下的苹果比飘下的树叶下落得快，但是，重的物体一定下落得快吗？物体下落的运动有没有一定的规律可循呢？ 提出问题：物体下落的快慢跟物体的轻重有没有什么关系呢？ 【引入】 物思理 亚里士多德：（公元前384--公元前322） 古代希腊著名哲学、政治思想家。 观点：物体从空中下落的快慢与物体所受重力有关，重的物体下落快，轻的物体下落慢。 一、影响物体下落快慢的因素 伽利略：（1564—1642）意大利物理学家、天文学家。1638年发表《两种新科学的对话》 观点：物体下落过程中的运动情况与物体所受重力无关，重的物体不会比轻的物体下落得快。 VS 物思理 1、逻辑推理： 两块石头加起来比大石重，速度应当大于8 v 一、影响物体下落快慢的因素 假定大石头下落速度为8，小石头下落速度为4。如果把大石头和小石头捆在一起下落，会出现什么结果呢？ 伽利略是如何推翻亚里士多德观点的？ 按亚里士多德的观点推出两种相互矛盾的结论！ 两块石头绑在一起，小石头拖慢大石头，速度应当小于8 v 物思理 2、伽利略比萨斜塔实验 一、影响物体下落快慢的因素 物思理 【实验与探究】 按下表的实验内容进行实验，看看有什么发现，填好实验现象及对应的结论。 实验内容 实验结果 结论 两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时由静止开始释放 一张大纸和一张小纸，将小纸搓成团，大纸铺平，从同一高度同时由静止开始释放 搓成团的纸下落得快 小纸下落得快 物体下落快慢与物体的轻重无关! 一、影响物体下落快慢的因素 物思理 （2）牛顿管内的空气被抽出一些。 金属片比羽毛下落得快． 金属片比羽毛下落快，但两者的速度差比情况（1)要小；随着被抽出的空气越多，两者下落的快慢越接近。 观察下列情形牛顿管内物体下落的快慢情况 （1）牛顿管内有空气。 （3）牛顿管内空气被全部抽出（近似真空）。 金属片与羽毛下落一样快! 二、自由落体运动 物思理 羽毛、保龄球 自由落体 实验视频 二、自由落体运动 物思理 实验结论 （1）空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素。 （2）在没有空气阻力时，在某地任何物体自由下落的运动情况相同。 影响物体下落快慢的因素可能是什么？ 自由落体运动 二、自由落体运动 物思理 ２．自由落体运动的特点： （1）初速度 Vo =0 （2）仅受重力作用 （3）是一种理想化的模型 ３．当物体所受重力远大于阻力时（G»f），空气阻力可以忽略。 由静止自由下落的物体（如：实心的铁球、石头等），就可近似看作自由落体运动。 1、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。 二、自由落体运动 物思理 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 猜想 如图所示是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息完成下表，并思考下列问题。 时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间 位移 0.5 1.7 2.7 3.8 4.9 6.0 三、自由落体运动的规律 物思理 （1）任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？是否验证了上述猜想？ 时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间 位移 0.5 1.7 2.7 3.8 4.9 6.0 任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差相同。 猜想正确! 三、自由落体运动的规律 物思理 时间（ ） 第一段时间 第二段时间 第三段时间 第四段时间 第五段时间 第六段时间 位移 0.5 1.7 2.7 3.8 4.9 6.0 （2）小球做自由落体运动的加速度是多少？ 三、自由落体运动的规律 物思理 1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2、重力加速度( g )：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度。 3、自由落体运动的计算公式： （3）速度与位移的关系式： （2）位移公式： 三、自由落体运动的规律 （1）速度公式： （4）逐差公式： 物思理 三、自由落体运动的规律 4、纬度不同和离地面高度不同， 的大小不同。 通常取： 粗略计算： 物思理 例题：如图所示，椰子从距地面高度为20m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力，取 。求椰子落地的时间和到达地面时速度。 解：设竖直向下为正方向 得： 又 三、自由落体运动的规律 由 物思理 【典例】从离地面80 m的空中自由下落一个小球，g取10 m/s2，求： (1)经过多长时间小球落地； (2)自开始下落时计时，在第1 s内和最后1 s内的位移． 思路点拨：小球在最后1 s内的位移为总位移与前(t－1)s内的位移之差． 三、自由落体运动的规律 物思理 课堂小结 自由落体运动 条件 只受重力作用 从静止开始 特征 初速度为零 竖直下落 匀加速运动 自由落体公式 性质:初速度为零匀加速直线运动 自由落体加速度 大小：g=9.8m/s2 方向：竖直向下 物思理 公式 匀变速直线运动 v0=0 初速度为零的匀加速 v0=0 a=g 自由落体 速度公式 位移公式 速度与位移关系式 平均速度求位移 课堂小结 物思理 【练习1】教材P51页 （1）它们是用什么方法估测洞的深度的？ 采用了测量石头下落时间的方法去测量洞的深度 （2）请指出这种方法的优点与不足。 优点：设备简单，操作方便，计算简便。 缺点：没有考虑声音传播的时间；不同地方g的取值不同，取值粗略；测量方法粗略，测量误差较大。 物思理 【练习2】请同学们课后测一下自己的反应时间，比赛看看谁的反应更快? 物思理 【作业】做在作业本！ 物思理 See you later! 物思理 1.关于重力加速度的说法不正确的是(　　) A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2 B．在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大 C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小 A 补充练习 物思理 2.关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　) A．在空气中不考虑空气阻力的运动就是自由落体运动 B．做自由落体运动的物体在相同的时间内速度的增加量相等 C．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度大 D．质量大的物体，重力加速度g大 B 补充练习 物思理 典型题目：一题多解 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 物思理 解法一 01. 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 【解析】画出运动示意图，设落地总时间为t, 则依题意， h 25m 1s （t-1）s ts O A B 由自由落体运动规律得 O到B h=1/2×gt2 (1) O到A h-25 = 1/2× g(t-1)2 (2) 解得 t=3s, h=45m 物思理 解法二 02. 【解析】A→B 由匀加速直线运动规律 hAB = vA× 1 + 1/2× g×12 = 25m 得 vA= 20m/s O到A 由自由落体运动规律得 vA2 = 2g（ h-25 ） 得h=45m 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) h 25m 1s （t-1）s ts O A B 物思理 解法三 03. 【解析】O →A 自由落体运动 vA =g（t –1） O →B 自由落体运动 vB =gt A →B 匀加速直线运动 vB2- vA2 =2g×25 g 2 t 2- g 2 （t –1）2 =2g×25 解得 t=3s, h=45m h 25m 1s （t-1）s ts O A B 【典例1】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 物思理 解法四 04. 【解析】 A →B 平均速度为 （vA+vB）/ 2 =25m A →B 匀加速直线运动 vB -vA =g×1 得 vB =30m/s O →B 自由落体运动 得 h= vB2/2g=45 m 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) h 25m 1s （t-1）s ts O A B 物思理 解法五 05. 【解析】 自由落体运动第一秒下落的位移为 hⅠ=1/2g × 1= 5m 由自由落体运动的比例关系 hⅠ﹕hⅡ﹕h Ⅲ﹕… = 1 ﹕ 3﹕ 5﹕ … =5 ﹕ 15﹕ 25﹕ … 得 t=3s 故 h=5+15+25=45m 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) h 25m 1s （t-1）s ts O A B 物思理 解法六 06. 【解析】由自由落体运动的速度图线 ， 0 t/s v/ms-1 t -1 t d a b c 梯形面积等于最后1s内的位移， ab=g(t-1) cd=gt bc= 1s 25=1/2 ×[gt+g(t-1)] ×1 解得 t=3s h=1/2×gt2=45m 【典例】一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 物思理 2m 【典例】从楼上某处由静止掉下来的一个物体落到窗台上，监测到物体经过这一扇窗户的时间为0.4s,请求出物体掉落处离窗户上檐的高度是多少米？ 物思理 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf57.83.100 学科网版权所有 (2)小球第1 s内的位移为s1＝ eq \f(1,2)gt eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝ eq \f(1,2)×10×12 m＝5 m 小球前3 s内的位移为s3＝ eq \f(1,2)gt eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(3))＝ eq \f(1,2)×10×32 m＝45 m 小球最后1 s内的位移为s4＝s－s3＝80 m－45 m＝35 m. [解析]　(1)由s＝ eq \f(1,2)gt2得，下落总时间为t＝ eq \r(\f(2s,g))＝ eq \r(\f(2×80,10)) s＝4 s. $