2.4.1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，涵盖定义、条件、重力加速度及相关物理学史，通过轻重物体下落对比、纸与纸团下落实验导入，引导学生思考影响因素，搭建从生活经验到科学探究的认知支架。 其亮点是融合物理学史与实验探究，以比萨斜塔实验、牛顿管实验、月球羽毛锤子实验等实例，培养科学思维与科学探究能力。采用打点计时器实验设计及逐差法数据分析，小结结构化呈现要点，助力学生形成物理观念，教师可借丰富资源提升教学效果。

第4节 第1课时 自由落体运动 第二章 匀变速直线运动的研究 1 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？ 新知导入 2 1.知道亚里士多德和伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。 2.结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。 3.通过实验，认识自由落体运动。 4.理解自由落体运动的加速度概念，知道其方向。 学习目标 3 知识点一：自由落体运动 雪花飘落 苹果下落 露珠下落 见一叶落而知岁之将暮 -----《淮南子・说山训》 新知探究 4 跳伞运动 雨滴下落 游乐场设施 新知探究 亚里士多德 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。 新知探究 v12＞8 v1=8 v2=4 4<v12<8 ? 结论与假设 出现了矛盾！ 重物被轻物拖累 重物轻物 绑一起 新知探究 物体下落快慢与轻重无关 世界著名的比萨斜塔实验证明 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。 伽利略 重轻物体下落得一样快 新知探究 代表人物 代表观点 研究方法 亚里士多德 伽利略 重的物体比轻的物体下落得快 重轻物体下落得一样快 平常观察法 逻辑推理法 新知探究 1.落体运动的快慢与什么有关？ 器材：两张纸 实验探究一： 结论：重的物体下落得快 器材：两张纸（轻的一张揉成团） 结论：轻的物体下落得快 2.重的物体一定下落得更快吗？ 实验探究二： 原因： 空气阻力对下落快慢的影响 新知探究 3.没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？ 实验探究三： 器材：牛顿管 新知探究 有空气时现象：轻的物体下落比重的下落慢。 将牛顿管抽成真空现象：轻重不同的物体下落快慢相同。 在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同 ） 实验现象： 实验结论： 新知探究 1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把铁锤子和一根羽毛， 无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。 新知探究 NASA全球最大的真空实验室------羽毛 保龄球自由落体实验 新知探究 (1)只受重力 (2)初速度为零 1.什么是自由落体运动？ 两条件缺一不可 理想化模型 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 2.物体做自由落体运动的条件是什么？ 如果实际问题中，空气阻力与其重力相比很小，可以忽略，则物体的下落也可近似看作自由落体运动。 新知探究 利用以下实验器材设计一个实验来测量自由落体加速度 知识点二：自由落体加速度 新知探究 利用打点计时器能够把做自由落体运动的物体的位置和相应的时刻记录下来，根据对匀变速直线运动的研究，测量物体下落的速度，进而研究自由落体运动速度变化的规律，以证实自由落体运动是否是匀加速直线运动，并求出加速度的大小。 【实验思路】 实验装置如图所示。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。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。改变重物的质量，重复上面的实验。 【实验方案】 新知探究 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= 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 【数据记录】 新知探究 【数据分析】 (1)根据测得数据做出v-t图像。 (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。 【实验结论】 1.自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 2.加速度恒定。 新知探究 自由落体加速度 1.定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示。 2.大小：一般取g=9.8 m/s2，粗略计算可取g=10 m/s2。 方向：竖直向下（垂直于当地水平面向下）。 注意：不是垂直于地面或者支持面，也不是指向地心（赤道和两极指向地心） 3.同一地点, g相同；不同地点,g不同。 新知探究 同一纬度，海拔高度增加，g值减小 g低>g高 纬度升高，g值增加 g极地>g赤道 重力加速度的细微变化 结论：纬度升高，g值增大；海拔升高， g值减小 新知探究 伽利略对自由落体运动的研究 方案设计 困难一：速度无法直接测量 突破：间接验证 困难二：落体运动时间太快，无法准确测量 突破：利用斜面“冲淡”重力，使其加速度减小 新知探究 质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同 >增大斜面倾角，加速度变大 >倾角很大，接近落体运动 >倾角900，就是自由落体运动 做自由落体运动的物体加速度相同 小球做匀加速直线运动 新知探究 伽利略的研究方法：实验+逻辑推理 新知探究 自由落体运动 自由落体运动 特点：只受重力，初速度为0 自由落体加速度 大小：9.8 m/s2，随纬度升高而增大 方向：竖直向下 课堂小结 1.在确保安全的情况下，从5楼顶先后释放两个质量不同的物体，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.质量大的物体在空中运动的时间长 B.质量小的物体在空中运动的时间长 C.两个物体在空中运动的时间相同 D.因为不知道两物体的具体形状，无法比较时间 C 当堂检测 2.(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A.自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动 B.自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 C.理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生 D.在有空气阻力时，只要空气阻力不变，物体仍可做自由落体运动 BC 当堂检测 3.(多选)以下对物体做自由落体运动的说法正确的是( ) A.物体开始下落时，速度为零，加速度也为零 B.物体下落过程中速度增加，加速度保持不变 C.物体下落过程中，速度和加速度同时增大 D.物体下落过程中，速度的变化率是个恒量 BD 当堂检测 Lavf58.12.100 $