2.4 自由落体运动-【AI超级课件】2026-2027学年高中物理必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

null 授课老师：物理优课PPT 2.4 高中物理2019人教版 必修一 第二章 第四节 学习要点 学习目标 通过学习自由落体，学会运用其规律解决生活中的问题。 学习重点 ①了解自由落体运动的规律; ②知道自由落体运动的条件和本质; ③知道自由落体运动的加速度大小和方向; 学习难点 ① 学会运用自由落体运动的规律解决实际问题; ② 学习竖直上抛运动的规律 问题：为什么从高空落下的物体具有如此大的杀伤力？ 本节学习自由落体运动的规律 伽利略的逻辑推理 《中华人民共和国民法典》 “第一千二百五十四条 禁止从建筑物中抛掷物品。从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任；经调查难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人的外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿。可能加害的建筑物使用人补偿后，有权向侵权人追偿。” 高空抛物相关视频 4 高空抛物实验视频 5 自由落体运动 一 一、自由落体运动 物体下落得快慢与重量有关。重的物体下落快！ 亚里士多德 古希腊著名学者百科全书式人物 千年难题：不同重物下落快慢相同吗? 你的观点？ 重物与轻物应该下落得同样快。 逻辑的力量 v1=8 v2=4 v12>8 4<v12<8 伽利略 伽利略的逻辑推理 重物和轻物拴在一起 重物被轻物拖着而减慢，轻物被重物拖着而加快 速度＜重物单独 下落的速度 总质量增加 速度＞重物单独 下落的速度 两个结论相互矛盾 伽利略 认为只有一种可能：重物与轻物应该下落的同样快。 伽利略的逻辑推理 思考：那么无空气的条件下，下落情况会怎样呢？ 1.牛顿管实验 思考：那么无空气的条件下，下落情况会怎样呢？ 伽利略的逻辑推理 真空管中物体的下落 13 伽利略的逻辑推理 不同物体，下落的快慢是否相同？ 下落物体 纸 片 一张纸片 半张相同纸片揉成纸团 粉 笔 相同纸片揉成纸团 一张纸片揉成纸团 下落快的物体 空气阻力影响？ 真空中，不同质量的物体下落的一样快！ 物体下落的快慢跟空气阻力有关。 轻重不同的物体，只受重力（不受空气阻力）时，下落的快慢相同。 一样快 一 . 自由落体运动 定义：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 1 条件：① 只受重力 ② 初速度为0 2 自由落体运动是理想化的物理模型。 3 空气阻力作用可以忽略时，可近似看做自由落体运动。 4 问题：自由落体是一种加速运动，自由落体的加速度在下落过程中变化吗？ 一 . 自由落体运动 自由落体运动的研究 ① v-t 图象是直线 ② Δx=aT² （相邻相等时间的位移差是定值） 如何证明一个运动是匀加速运动呢？ 要测量自由落体运动速度或位移 ① 打点计时器 ② 频闪照片 如何测量自由落体运动呢？ 探究自由落体运动的规律 纸带一端连接重物，另一端连接打点计时器，用手捏住纸带，启动计时器，释放重物，在纸带上留下一串点，对纸带数据进行处理，计算各计数点瞬时速度，绘制v-t图像。 探究自由落体运动的规律 v = 9.660t + 1.297 R² = 0.999 思 考 1. 自由落体运动的 v-t 图像有何特点？ 2.下落过程物体的加速度变化吗？ v/(m·s-1) 0.02 0.0400000000000001 0.0600000000000001 0.0800000000000001 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 1.4875 1.685 1.8775 2.0625 2.255 2.4775 2.655 2.8475 3.03 3.2225 t/s 探究自由落体运动的规律 自由落体运动的研究 做自由落体运动的小球的频闪照片 ① v-t图象 段最初时刻的速度 =0.00m/s 段最末时刻的速度 =0.24m/s 段最末时刻的速度 =0.48m/s 段最末时刻的速度 =0.72m/s T=0.1 s =1.2cm =6.0cm =8.4cm =3.6cm 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 探究自由落体运动的规律 自由落体运动的研究 做自由落体运动的小球的频闪照片 =1.2cm =6.0cm =8.4cm =3.6cm =2.4cm Δs =2.4cm Δs =2.4cm Δs ② 相邻相等时间的位移差 匀加速直线运动 是一个定值 Δs 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 一 . 自由落体运动 运动性质：是初速度 V0=0、加速度 a=g 的匀加速直线运动 5 V-t图像：是一条过原点的倾斜直线（如下图所示），斜率k=g。 6 自由落体的 运动规律 二 二. 自由落体的运动规律 匀变速直线运动 速度公式 位移公式 位移速度公式 平均速度公式 自由落体运动 自由落体 加速度 三 三. 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，这个加速度叫做自由落体的加速度，也叫做重力加速度。用g 来表示。 1 方向：竖直向下 2 大小：与地理位置有关 3 低处大，高处小。两极大，赤道小 注意 通常取g=9.8m/s2， 粗略计算时可取g=10m/s2。 重力加速度的数值 g /(m/s2) 地点 纬度 重力加速度 赤道 00 9.780 广州 23006’ 9.788 武汉 30033’ 9.794 上海 31012’ 9.794 东京 35043’ 9.798 北京 39056’ 9.801 纽约 40040’ 9.803 莫斯科 55045’ 9.816 北极 900 9.832 最小 最大 标准值:g=9.80665m/s2 自由落体 运动的规律 四 三、自由落体运动的规律 1.自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动 自由落体运动 速度公式 位移公式 速度-位移关系式 t h v 三、自由落体运动的规律 特别提醒 匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、逐差相等公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。 3 自由落体运动的时间由下落的高度决定。 1 自由落体运动中，下落的位移与离地高度是两个不同的概念，处理问题时要注意区分。 2 29 三、自由落体运动的规律 【课本55页练习与应用6】 制作一把“人的反应时间测量尺”。 如图甲，A同学用两个手指捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺。读出B同学捏住直尺的刻度，就是直尺下落的高度，根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间，就是B同学的反应时间。 利用这种方法，你能不能把下面刻度尺的长度刻度，直接标注为时间刻度，使它变为“人的反应时间测量尺”？请尝试在下图乙的长度刻度旁标注时间刻度。 30 三、自由落体运动的规律 答：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。 h 解析：根据题意及图乙知，在女同学的反应时间内，刻度尺下落高度h=20 cm，根据 ，知 。解得t=0.2s，即女同学的反应时间为0.2s。 31 课 堂 小 结 一、自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 二、自由落体运动的规律 1. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2. 自由落体运动的加速度 a=g 3. 自由落体运动运动规律—公式 1）位移公式 2）速度公式 3）位移速度公式 32 授课老师：亚里士多德 2.4 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.76.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 EV录屏5.2.9软件录制 Lavf58.33.100 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 物理 —— 牛顿管实验 × 此管有空气 此管无空气 羽毛 钢球 塑料球 开始实验 重置实验 知识点 随堂练习 原理分步动画 对比试验 × 牛顿管实验｜人教版2019必修第一册 实验现象： 1. 管内有空气：羽毛下落最慢，钢球下落最快。空气阻力影响物体下落快慢。 2. 管内抽成真空：羽毛、塑料球、钢球从同一高度同时释放，同时落地。 实验结论： 物体下落的快慢与物体的质量无关。 忽略空气阻力时，物体只受重力，所有物体下落的加速度都相同，这个加速度叫做重力加速度 g。 自由落体定义： 物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 📌 注意：现实生活中不存在绝对真空，自由落体是理想化模型。 × 随堂练习（牛顿管实验） 1. 牛顿管实验中，抽去空气后羽毛和钢球同时落地，说明了（） A. 重的物体下落快 B. 轻的物体下落快 C. 忽略空气阻力，轻重物体下落一样快 D. 羽毛质量大 查看答案 答案：C。解析：真空无空气阻力，物体下落快慢与质量无关。 2. 关于自由落体运动，下列说法正确的是（） A. 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动 B. 物体只在重力作用下的运动 C. 任何物体从静止下落都是自由落体 D. 自由落体运动中，质量大的物体加速度更大 查看答案 答案：A。解析：自由落体两个条件：只受重力、初速度为0；重力加速度g与质量无关。 3. 牛顿管有空气时羽毛下落慢，主要原因是（） A. 羽毛质量小 B. 羽毛受到的空气阻力影响显著 C. 钢球重力大 D. 羽毛重力加速度小 查看答案 答案：B。解析：羽毛受空气阻力相对自身重力很大，阻碍下落。 × 实验原理分步讲解动画 【第1步】亚里士多德旧观点：重的物体下落更快。 【第2步】牛顿管有空气时：羽毛受空气阻力远大于钢球，所以羽毛下落慢。 【第3步】抽走空气，管内形成真空，空气阻力消失。 【第4步】真空环境中，羽毛、塑料球、钢球都只受重力。 【第5步】只受重力，从静止释放，物体做自由落体运动。 【第6步】结论：自由落体加速度g与物体质量无关，所有物体下落快慢相同。 下一步 重置步骤 $