2.5 自由落体运动（教学课件）高中物理鲁科版必修第一册

该高中物理课件聚焦自由落体运动，涵盖条件、性质、加速度及规律。通过“测量反应时间”活动导入，以问题引入不同物体下落差异，结合牛顿管实验探究特点，再经频闪照片实验推导规律，构建完整知识脉络。 其亮点在于实验驱动与科学史融合，牛顿管实验观察真空下落培养科学探究，伽利略“冲淡重力”实验体现科学思维。融入我国绝对重力仪成果增强科学态度，助力学生深化物理观念，为教师提供丰富教学实例提升效率。

第2章 匀变速直线运动 第5节 自由落体运动 高中物理必修第一册•鲁科版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解自由落体运动的条件与性质； 掌握自由落体加速度 g，能用规律描述下落运动。 02 科学思维 了解伽利略研究落体运动的科学方法； 能用理想化方法处理空气阻力问题。 03 科学探究 能通过牛顿管实验观察真空中的下落情况； 能设计实验测量反应时间。 04 科学态度与责任 体会实验是检验猜想的标准； 了解我国重力加速度的测量成果，增强科学自信。 教学重难点 教学难点 教学重点 自由落体运动的条件与性质； 自由落体加速度 g； 自由落体运动的规律与应用。 忽略空气阻力的条件； g 与纬度、高度的关系； 测反应时间等实际问题的处理。 导入 测量反应时间活动 活动：比一比 谁反应快？有多快？ 问题引入 物体下落的运动是司空见惯的，不同物体下落的快慢与哪些因素有关？其下落规律是否相同？ 雨点下落 苹果下落 叶子下落 纸片下落 知识点1 自由落体运动的特点 牛顿管实验 观察实验，完成P58 实验与探究 牛顿管实验 观察实验，完成P58 实验与探究 硬币比羽毛下落快很多 羽毛与硬币下落的快慢几乎一样 羽毛下落比硬币慢，速度接近硬币 在真空环境时，羽毛与硬币下落的快慢相同。 羽毛和硬币下落得一样快吗？ 牛顿管实验 央视加油向未来节目的科学实验 自由落体运动的概念 落体运动 自由落体运动 真空管 无空气阻力 1.定义: 物体在只受重力作用下，从静止开始下落的运动。 2.特点: （1）只受重力作用； （2）初速度为0 当空气阻力与重力相比很小，可忽略不计时，物体下落也可看作自由落体运动。 例题精析 【例】下列情境中，可以将物体的运动视为自由落体运动的是（　） A．空中飘落的羽毛 B．从静止开始自由下落的铅球 C．悬停在空中的风筝 D．水平飞行的飞机 B 问题引入 所有做自由落体运动物体的下落规律都相同，哪具体的规律是怎样呢？我们如何去探究得出它的运动规律？ 知识点2 自由落体运动规律 自由落体运动规律 类频闪照片法实验探究 自由落体运动规律 教材频闪照片实验数据处理 28.0cm 36.6cm 46.2cm 57.0cm 69.0cm 82.2cm 96.5cm 在误差范围内，测得相同时间相邻位移差相等。 结论： 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 自由落体运动规律 自由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动。 a=g v0=0 （x=h） 匀变速直线运动 自由落体运动 问题引入 公式中的g具体等于多少？方向向哪里？和什么因素有关？ 知识点3 自由落体加速度 自由落体加速度 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，也叫做重力加速度。通常用g表示。 大小：一般计算g＝9.8 m/s²，粗略计算可取10 m/s²，（初中学的g =9.8N/㎏） 方向：竖直向下。 地点 纬度 重力加速度 g/(m·s⁻²) 北极 90° 9.832 莫斯科 55°45′ 9.816 纽约 40°40′ 9.803 北京 39°56′ 9.801 东京 35°42′ 9.798 上海 31°12′ 9.794 武汉 30°33′ 9.794 广州 23°06′ 9.788 赤道 0° 9.780 不同地点g 略有不同：纬度越高，g 越大。 注：高度越高，g越小 自由落体加速度 g物理意义（选讲） g 在同一点，值相同。不同点一般不同 场（空间分布）的理念 g体现重力场（矢量场）的强度 g= 重力 重力场 自由落体加速度 g测量，揭秘我国绝对重力仪 例题精析 【例】石块从井口自由下落，经 2s 听到石块击水声。若忽略声音传播时间，求井口到水面的深度和石块击水时的速度。 【答案】粗略计算取 g＝10 m/s²， h＝gt² h＝20 m， vt＝gt vt＝20m/s。 【提示】忽略声音传播时间时，自由下落时间近似取 2 s。 【考点】自由落体规律的应用 实验 测反应时间的原理揭秘 从发现释放刻度尺，到抓住刻度尺的时间便是反应时间。 操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，发现前者释放时马上捏住。且在捏的过程中手不能上下移动。 刻度尺下落的时间 刻度尺下落的位移 刻度尺下落的位移，即后者所捏处的刻度值。 问题引入 物体下落的运动是司空见惯的，古代科学家肯定也会去想研究落体运动物体的下落规律，他们没有高级的设备，会遇到哪些困难？他们会怎样解决这些困难呢？ 知识点4 自由落体运动规律探索回眸 自由落体运动规律探索回眸 亚里士多德 重的物体下落快，轻的物体下落慢 伽利略 一样快 VS 自由落体运动规律探索回眸 提出假设 伽利略相信： 1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。 2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。 3、它的速度应该是均匀变化的。 V如何测量 t如何测量 自由落体运动规律探索回眸 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 若且 必有 自由落体运动规律探索回眸 观察重演伽利略的研究过程 自由落体运动规律探索回眸 对于每个特定倾角的斜面都有 斜面倾角为90°，也就是小球自由下落时，上述的比值也应该是常数，小球做的也是匀变速直线运动。 合理外推 自由落体运动规律探索回眸 对现象观察研究→提出假说→逻辑推理 →实验验证→对假说进行修正和推广 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式和科学研究方法.------爱因斯坦 例题精析 【例】伽利略为了研究自由落体的规律，采用“冲淡”重力的方法，测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间平方成正比。增大斜面倾角，该规律仍然成立。于是，他外推到斜面倾角为90°时，该规律仍然成立。下列说法正确的是( ) D A．“冲淡”重力是指使铜球的重力变小了 B．伽利略让铜球沿着阻力较小的斜面滚下，直接 测出了铜球速度，得到铜球速度随时间的变化规律 C．伽利略对倾角为90°时的实验情况进行了相关数据的测量，得出了自由落体运动为匀变速直线运动的结论 D．伽利略的发现说明铜球做匀加速直线运动 课堂巩固 【例】物体从某一高度做自由落体运动,经过3秒落地则(g=10m/s2): ①它第一秒内的位移是多少? ②第二秒内的平均速度为多少? ③小球落地时速度是多少? x=5m v1= v2= 根据公式： x=可得x=5m 第2s内的平均速度等于第1.5s末的瞬时速度:v1=gt1=15m/s 落地速度：v2=gt2=30m/s 课堂总结 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 实质:初速度为零匀加速直线运动 自由落体加速度 大小：9.8m/s2 方向：竖直向下 真空管 课后作业 节练习 第1—5题 制作一把人的反应时间测量尺 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.19 Lavf58.20.100 Lavf58.12.100 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.20.100 $