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，涵盖运动条件、加速度、规律及实验探究。课堂导入通过捏人民币小游戏和下落现象，结合亚里士多德观点的纸团实验与伽利略逻辑推理，引导学生从生活现象过渡到物理概念，搭建认知支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过亚里士多德与伽利略的观点辨析培养质疑创新，牛顿管实验（有空气与真空对比）和打点计时器数据处理落实科学探究，手机测加速度联系实际。帮助学生提升探究能力与应用意识，教师可借助丰富实验素材增强教学直观性。

第二章 匀变速直线运动的研究 2.4 自由落体运动 人教版普通高中物理（2019） 2026年9月8日星期二10时37分4秒 学习目标 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体加速度的大小 和方向. 2.掌握自由落体运动规律，并能解决相关实际问题. 3.会通过实验探究自由落体运动的规律，测量自由落体加速度. 课前导入 小游戏：教师用大拇指和食指捏人民币的短边，松手后要求学生也用两根手指从中间部位去捏人民币，不允许提前预判，也不允许手臂动。 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2026年9月8日星期二10时37分4秒 课前导入 物体下落的运动是司空见惯的，例如雨滴下落，雪花纷飞、树叶飘落等，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。 2.4.1 自由落体运动 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。 他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典，你能举例推翻这一结论吗？ 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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可能是空气阻力的作用。 可见亚里士多德的观点是错误的。 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 1、伽利略认为，根据亚里士多德“重的物体下落得快”论断，会推出相互矛盾的结论。 （1）假定大石头的下落速度为8，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。 结论1：整个物体的下落速度应该小于8； 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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。 （2）把两块石头捆在一起后，整体重量增加，则速度增加。 结论2：整个物体下落的速度应该比8还要大。 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。 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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可能是空气阻力的作用。 可见亚里士多德的观点是错误的。 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2、演示实验：轻重不同的物体下落快慢的研究 （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。 甲：有空气；乙：真空 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 （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，从静止开始下落的物体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？ 一、自由落体运动 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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。 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.1 自由落体运动 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 （1）计数点瞬时速度的求法 例题：计数点2时的瞬时速度。 1 2 3 △x2 △x3 △x1 △x0 参考答案： 4、数据处理 2.4.1 自由落体运动 2026年9月8日星期二10时37分4秒 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间 t /s 0 v1 /（m·s-1） 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.52 0.925 1.29 1.66 2.04 __ 14.50 4.16 8.60 21.90 1.20 30.85 0 1 2 3 4 5 6 . . . . . . . . . . . . . cm 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.1 自由落体运动 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 v-t图像为一条倾斜的直线，所以自由落体运动是匀变速直线运动。 实验误差： 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 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.1 自由落体运动 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法： 如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离，若△S= S2－S1=……=C（常数），即若两连续相等的时间间隔的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 △S =aT2 S2 S1 S3 S4 S5 S6 2.4.2 自由落体加速度 2.4.2 自由落体加速度 2026年9月8日星期二10时37分4秒 一、自由落体加速度 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。 2、符号：通常用g表示。 3、方向：竖直向下。 2.4.2 自由落体加速度 2026年9月8日星期二10时37分4秒 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。 4、大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 一些地点的重力加速度 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 2.4.2 自由落体加速度 2026年9月8日星期二10时37分4秒 地 点 纬 度 重力加速度 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 总结：重力加速度随纬度的增加而增大。 你从表中发现了什么规律吗？ 2.4.2 自由落体加速度 2026年9月8日星期二10时37分4秒 做一做：用手机测自由落体加速度。 阅读课文，用手机自己测一测自由落体加速度。 用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察手机屏幕上加速度传感器的图像。 2.4.2 自由落体加速度 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.3 知识拓展 2.4.3 知识拓展 一、自由落体运动的规律 1、自由落体运动是初速度为0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 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.3 知识拓展 认真阅读课本，了解伽利略对自由落体运动的研究过程。 伽利略在做铜球沿斜面运动的实验（油画）。 二、伽利略对自由落体运动的研究 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.3 知识拓展 斜面的倾角增大到90°，这时小球的运动就是自由落体运动，这时小球仍然会保持匀加速运动的性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的！ 2026年9月8日星期二10时37分4秒 2.4.3 知识拓展 (1)若给你一把刻度尺，你是否可以测一下你的反应时间呢？两名同学相互配合试试看。 (2)你是否可以用一把测长度的刻度尺改造成一把测“人反应时间的测量尺”呢？ 二、小游戏的解密 2026年9月8日星期二10时37分4秒 课堂小结 课堂小结 2026年9月8日星期二10时37分4秒 1、自由落体运动：初速度为零的匀加速直线运动。 2、条件：初速度为零，只受重力。 3、大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2 4、自由落体运动规律 新课结束 请配套习题第二章第四节 Lavf58.12.100 Lavf59.6.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42_sync_fix $