人教版高中物理必修1-2.5《自由落体运动》课件

1、高中物理系列授课课件2.5 自由落体运动回顾与思考不同物体，由静止开始自由下落的速度是否相同？影响下落快慢的因素是什么呢？你知道吗， 1971年美国宇航员大卫斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面。 会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度。2知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为 0 的匀加速的直线运动。1运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题。4知道自由落体运动加速度的大小和方向，并能理解影响重力加速度的因素。3学习目标自由落体运动1.定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。2.条件（1）受力：只受重力作用（2）运动：初速度

2、v0= 0 3.性质自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。学习目标缺一不可4.自由落体运动是一种理想化模型当物体在空气中下落时，由于要受空气阻力作用，物体并不做自由落体运动。只有当空气阻力远小于重力时，可以人为物体只受重力作用，此时物体由静止下落才可被看作自由落体运动。例如：空气中石块的自由下落在短时间内可被看作自由落体运动，但空气中羽毛的下落不能被看作自由落体运动。学习目标关于自由落体运动的两点提醒关于自由落体运动的两点提醒1.“自由”：没有初速度和除重力外其他力约束，即，物体初速度为 0 且只受重力作用。2.自由落体运动在其他星球上也可以发生，但物体下落时的加速度和在地球上的一般不

3、同。学习目标思考思考1.物体在真空中的运动一定是自由落体运动。（ ）2.自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。（ ）3.在空气中自由释放的物体的运动有时也可以看成自由落体运动。（ ）学习目标自由落体运动的实验探究实验原理：让重物拖着纸带竖直下落，摩擦阻力和空气阻力比重物所受的重力小得多，可以近似认为重物仅在重力作用下运动。打点计时器打出的纸带记录重物的下落过程，通过对纸带进行分析研究，即可探究出自由落体运动的性质和规律。实验器材：打点计时器、低压交流电源、纸带、复写纸、重物、铁架台、铁夹、导线、开关。学习目标实验步骤：1.把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。2.让纸带穿过打点

4、计时器限位孔，下端用铁夹连到重物上。3.用手捏住纸带上端将纸带提起，使纸带处于竖直状态，并使重物靠近打点计时器。4.接通电源，待打点稳定后释放纸带，让重物和纸带自由下落 ，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。5.打完点后立即关闭电源。6.多打几条纸带，选取一条点迹清晰的纸带进行分析。学习目标数据处理：1.用刻度尺测量出纸带上各点的距离。2.比较相邻的相等时间 T 内，位移之差是否相等。如位移之差 x 相等，则可判定物体做的是匀变速直线运动。3.匀变速直线运动根据位移差公式 x = aT2 ，计算其加速度大小。学习目标实验结论：1.在同一地点，用质量不同的重物重复上述实验，测得重物自由下落的加速

5、度都相同。2.自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。学习目标注意事项：1.为尽量减小空气阻力的影响，重物应选密度较大的物体。2.打点计时器应竖直固定好。3.重物应靠近打点计时器释放，且要先接通电源，再释放纸带让重物运动。误差的主要来源：1.测量和计算。2.空气阻力、纸带和打点计时器之间的摩擦力。学习目标拓展：拓展：1.用频闪照相机研究自由落体运动2.滴水法测重力加速度学习目标思考：思考：实验中为什么打点计时器一定要竖直固定好？若打点计时器不竖直或没有固定牢固，则会增大纸带所受到的限位孔的阻力，从而增大重物受到的阻力。学习目标自由落体加速度1.概念在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相

6、同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用 g 表示。2.重力加速度方向重力加速度是矢量，其方向竖直向下。学习目标3.重力加速度大小（1）变化规律：在地球上不同的地方，g 的大小一般不同。g 随地理纬度的增大而逐渐增大，赤道上的 g 值最小，南、北极的 g 值最大。（2）一般取值：物理计算中，g = 9.8 m/s2 或 g = 10 m/s2 ；如无特别说明，g 取 9.8 m/s2 。4.同一地点重力加速度的特点：重力加速度相同，与物体的质量、运动状态无关。学习目标关于重力加速度的两点提醒关于重力加速度的两点提醒1.通常情况下，重力加速度数值随纬度变化不大，在地面附近可认为其大

7、小不变。2.重力加速度的方向与当地重力的方向相同，是竖直向下，不能说成指向地心。学习目标思考思考1.在同一地点，轻重不同的物体自由落体运动的快慢相同。（ ）2.在不同地点，轻重不同的物体自由落体运动的快慢，由物体的质量决定。（ ）学习目标自由落体运动的规律1.自由落体运动是匀变速直线运动在 v0 = 0、a = g 时的一种特例。因此，其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式得出。0vvatvgt2012xv tat212hgt2202vvax22vgh022tvvvv22tvvv2xaT 2hgT 学习目标2.自由落体运动的 v-t 图象由自由落体运动性质知，自由落体运动的 v-t 图象是一条

8、经过原点的倾斜直线，如图所示。斜率表示重力加速度 g 。Ovt学习目标3.初速度为 0 的匀加速直线运动的几个比例式也适用于自由落体运动。设 t = 0 开始计时，以 T 为时间单位，则有：（1）1T 末、2T 末、3T 末、nT 末瞬时速度之比v1：v2：v3：vn = 1：2：3：n（2）1T 内、2T 内、3T 内、nT 内位移之比x1：x2：x3：xn = 12：22：32：n2（3） 第 1 个 T 内、第 2 个 T 内、第 3 个 T 内、第 n 个 T 内的位移之比xI：xII：xIII：xN = 1：3：5：（2n 1）学习目标（4）通过连续相等的位移所用的时间之比tI：tI

9、I：tIII：tN = 1：( - 1）：（ - ）：（ ）223n1n学习目标关于自由落体运动规律的两点提醒关于自由落体运动规律的两点提醒1.若从静止开始研究自由落体运动，可选择初速度为 0 的匀变速直线运动公式。2.若从运动过程中某时刻开始研究自由落体运动，可选择初速度不是 0 的匀变速直线运动公式。学习目标竖直上抛运动1.概念将物体以某一初速度 v0 竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动称为竖直上抛运动。2.运动性质初速度 v0 竖直向上，加速度为 g（竖直向下）的匀变速直线运动。学习目标3.运动规律（1）速度公式（2）位移公式（3）速度与位移公式0vvgt2012xv tgt2202

10、vvgx 学习目标4.运动特点（1）物体上升的最大高度由取 v = 0 ，求出最大高度（2）物体上升到最大高度所用的时间（3）时间的对称性a.物体上升到最高点所用时间和物体从最高点落回原处所用时间相等；b.物体上升过程中经过一段区间的时间和下降过程经过同一段区间的时间相等。2202vvgx 202vHxg0vtg学习目标（4）速度的对称性a.物体落回原处的速度与初速度大小相等、方向相反。b.上升过程和下降过程经过同一点时的速度大小相等、方向相反。c.物体上升过程中经过一段区间时速度的变化量和下降过程中经过同一段区间时速度的变化量相同。学习目标关于竖直上抛运动的两点提醒关于竖直上抛运动的两点提醒1.上升过程和下降过程的加速度相同，都是重力加速度。2.应用竖直上抛运动的公式分析问题时，要注意公式的矢量性，首先选取正方向，然后再确定物理量的正负。学习目标思考思考