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

第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 自由落体运动 第1页：2.4 自由落体运动 模板 页1：采用用户认可1.1的指定9.4母版和六种语义版式 1 视频 让硬币和纸片从同一高度同时由静止释放。 观察：哪个物体先落地？ 答案：硬币先落地。 新知导入 第2页：硬币和纸片谁先落地 D24 页4：原始硬币纸片实验视频、观察问题及现象；不把一次观察当作因果结论 2 1. 通过对比实验，说明自由落体运动的条件。 2. 利用纸带数据判断运动性质，测量加速度。 3. 运用运动规律解决自由下落的实际问题。 4. 说明实验和逻辑推理在规律发现中的作用。 学习目标 第3页：学习目标 A24 页3：依据源目标及课标1.1.4，转为可观察的学习行为 3 一、建立自由落体模型 1. 下落快慢只由轻重决定吗？ 视频 将同样大小的两张纸中的一张揉成团，从同一高度同时由静止释放。 答案：纸团先落地。两者质量相同，空气阻力的影响不同。 新知探究 第4页：同质量纸片的对比 D24 页5：采用同质量纸片对比原视频与实验现象；结论限制为阻力影响，避免一次实验声称证明全部因果 4 一、建立自由落体模型 2. 把轻、重石块捆在一起会怎样？ 假设重物下落得快，轻物下落得慢。 轻物“拖累”重物： 整体更重，应下落更快： 答案：同一假设推出矛盾，不能用轻重直接决定下落快慢。 新知探究 第5页：归谬推理 A24 页7：保留源石块组合图；原数值8、4仅为假设的相对速度，不附加现实测量单位；原推理改为可编辑公式 5 一、建立自由落体模型 3. 排除空气阻力以后 视频 比较有空气与抽气后，铁片和羽毛下落的情况。 答案：有空气时铁片先落下；抽气后，两者同时落下。 新知探究 第6页：牛顿管实验 A24 页11—12：原始牛顿管视频；答案覆盖两种条件，保留实验现象与结论对应关系 6 一、建立自由落体模型 4. 从实验现象建立理想模型 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。 两个条件：只受重力；初速度为零。 实际下落中，空气阻力远小于重力、可以忽略时， 可近似看作自由落体运动。 新知探究 第7页：自由落体模型 A24 页15：源定义、双条件及理想化近似条件，去除原装饰框 7 二、探究自由落体运动规律 1. 怎样判断下落过程是否匀加速？ 打点计时器 纸带 夹子 重物 用打点计时器记录位置和时间， 分析纸带点迹，测量加速度。 怎样减小阻力的影响？ 答案：选质量大、体积小的重物； 纸带竖直穿过限位孔。 新知探究 第8页：设计纸带实验 C24 页12—15：采用原生可编辑实验装置；问题及实验任务来自源探究页 E24 页11：减小阻力的方法 8 二、探究自由落体运动规律 2. 怎样获取可分析的点迹？ 视频 观察实验：接通电源与释放纸带的先后顺序。 答案：先接通电源，再释放纸带；纸带保持竖直。 改变重物质量，重复实验。 新知探究 第9页：纸带实验操作 E24 页11—12：原始纸带实验视频与操作要点 教材 页53：教材要求改变重物质量重复实验；不编造第二组测量数据 9 二、探究自由落体运动规律 3. 相等时间内的位移怎样变化？ 区间 1 2 3 4 5 6 位移/cm 0.60 0.99 1.38 1.77 2.16 2.56 相邻计数点间隔为0.02 s。位移数据如下： 计算相邻两段位移之差，能发现什么？ 答案：差值约为0.39 cm，近似恒定；支持下落过程是匀加速直线运动。 新知探究 第10页：纸带数据证据 D24 页12—13：原纸带位移数据原值转为原生表格；计时0.02s与源逐差加速度9.78相符，不冒充本课堂实测 10 二、探究自由落体运动规律 4. 怎样由纸带求出加速度？ 利用连续六段位移作逐差计算： 新知探究 第11页：由数据求加速度 D24 页12—13：采用源逐差公式、六段原测量值和9.78结果；重排为原生Office Math 11 二、探究自由落体运动规律 5. 不同重物自由下落的加速度 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，称为自由落体加速度，也叫重力加速度。 符号：g。方向：竖直向下。 通常计算取9.8 m/s²；题目指定时按题意取值，粗略计算可取10 m/s²。 新知探究 第12页：认识自由落体加速度 E24 页16：源重力加速度概念、符号和方向；取值顺序按教材规范 12 二、探究自由落体运动规律 6. 加速度的测量值为什么略有不同？ 地点 纬度 g/(m/s²) 武汉 30°33′ 9.794 东京 35°43′ 9.798 北京 39°56′ 9.801 莫斯科 55°45′ 9.816 北极 90° 9.832 这些地点的数值有什么特点？ 答案：各地数值略有不同。 从赤道向两极，g通常增大。 实验测量还存在误差。 新知探究 第13页：不同地点的重力加速度 E24 页17：选取源原生数据表的武汉、东京、北京、莫斯科、北极行，核对教材表格，不自编数据 13 二、探究自由落体运动规律 7. 把匀变速规律用于自由落体 取竖直向下为正方向，位移用h表示。 以上关系用于近地面、g近似不变的自由落体。 新知探究 第14页：自由落体运动规律 C24 页20：由源匀变速公式作零初速度特例，保留源v、h、g三种关系，全部Office Math 14 三、实验与推理的结合 1. 怎样研究变化很快的下落运动？ 困难：瞬时速度难以直接测量， 下落时间太短，难以准确计时。 为什么要让小球沿斜面运动？ 答案：减小加速度，延长运动时间，使现象便于观察和测量。 新知探究 第15页：伽利略面临的测量困难 A24 页22：原斜面实物图与困难—突破文字，删除备课式对照表结构 15 三、实验与推理的结合 2. 实验与推理分别起什么作用？ 斜面实验表明：小球做匀加速直线运动。 增大斜面倾角，结合实验规律作合理外推。 答案：斜面实验提供证据；自由落体规律还需要逻辑推理。 不能把竖直下落情形说成伽利略直接测得的结果。 新知探究 第16页：从斜面实验到合理外推 A24 页23—24：调用源斜面倾角递增图；明确外推不是把90度情形当作滚动实验实测 16 三、实验与推理的结合 3. 梳理自由落体规律的研究过程 视频 观看视频，说明斜面实验怎样帮助研究自由落体。 答案：用斜面减缓运动以便测量，得到实验规律，再通过合理外推研究自由落体。 新知探究 第17页：回看实验与推理的结合 D24 页28—29：原始伽利略实验历史视频；回答源科学方法主线，不添加虚构史实 17 四、规律的应用 1. 怎样把下落距离转化为反应时间？ 一人捏住直尺上端，另一人在零刻度处 做好夹尺准备。突然松尺，看到后立即夹住。 直尺下落的距离怎样读取？ 答案：读出夹住处的刻度值，作为下落距离； 用自由落体位移公式求下落时间。 新知探究 第18页：直尺测反应时间 C24 页21：源反应尺情境图、操作与读数方法，避免杜撰反应时间数据 18 四、规律的应用 2. 怎样从高度和时间求加速度？ 例题：某地小球从17.7 m高处自由下落，测得落地时间为1.9 s。 求当地重力加速度和落地前瞬间的速度。 已知下落高度和时间，选择哪条运动关系？ 答案：先用位移与时间的关系求加速度，再用速度与时间的关系求末速度。 新知探究 第19页：测得当地加速度 C24 页24：采用原例题原数据，不增编情境；此页为审题，下一页给完整原解计算 19 四、规律的应用 3. 计算与结果检验 取竖直向下为正方向。由位移关系： 新知探究 第20页：例题计算过程 C24 页24：源解答换为可编辑Office Math，数值代入与单位明确，速度方向竖直向下 20 四、规律的应用 4. 怎样区分总时间与最后一秒？ 例题：小球从80 m高处自由落下，取g为10 m/s²。 求落地速度和最后1 s内的位移。 新知探究 第21页：最后一秒的下落高度 E24 页22：源80m例题及4s、40m/s、45m、35m计算过程，原公式规范为Office Math 21 1.（多选）关于自由落体运动，正确的是（　　） A. 初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动都是自由落体运动 B. 仅在重力作用下的运动叫自由落体运动 C. 只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D. 空气阻力可以忽略时，由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 CD 随堂练习 第22页：条件辨析 E24 页20：源条件辨析多选题，原答案CD；不附解析 22 2.（多选）研究自由落体运动，操作正确的是（　　） A. 按实验图安装器材并连接好电源 B. 先释放纸带，再接通电源 C. 选择质量大、体积小的重锤 D. 在测量重力加速度的实验中，直接把待测的g代入速度—位移公式，求各点速度 AC 随堂练习 第23页：实验操作评价 D24 页16—17：源操作多选题；D保留以未知g求v的循环论证错误，答案AC 23 3.（多选）雨滴从屋檐由静止下落，屋檐距地面5.0 m。 忽略空气阻力，取g为10 m/s²。正确的是（　　） A. 雨滴到达地面需要0.1 s B. 雨滴到达地面需要1 s C. 到达地面时的速度为10 m/s D. 到达地面时的速度为5 m/s BC 随堂练习 第24页：运动规律应用 D24 页24：源屋檐雨滴情境与四个选项，显式补全自由落体初始条件，答案BC 24 甲　　乙　　丙　　丁 4.（多选）伽利略用斜面实验研究自由落体。关于图中的实验与推理，正确的是（　　） A. 甲图使运动更易观察和测量 B. 甲图发现位移与时间成正比 C. 甲图发现位移与时间平方成正比 D. 丁图是直接观察到的实验现象 AC 随堂练习 第25页：实验与科学推理评价 D24 页30—31：保留源四幅斜面外推图与多选命题；缩短原长题干，不改变选项逻辑，答案AC 25 自由落体运动 定义 条件 运动规律 大小 方向 只受重力；初速度为零。 只在重力作用下，从静止开始下落。 自由落体加速度 通常取9.8 m/s²；不同地点略有不同。 竖直向下 课堂小结 第26页：自由落体运动知识结构 E24 页19：调用源可编辑概念图原节点和括号结构，重排字体与间距；源三条公式转原生Office Math 26 Lavf58.12.100 $