2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动(7)课件

1、第二章4自由落体运动 1.定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动.2.运动性质：初速度为 的 运动.3.实际自由下落物体可看作自由落体运动的条件：空气阻力比较小,可以 .一、自由落体运动重力静止0匀加速直线忽略二、自由落体加速度1.定义：在同一地点,一切物体自由下落的加速度都 ,这个加速度叫自由落体加速度,也叫 ,通常用g表示.2.方向： .3.大小(1)在地球上不同的地方,g的大小一般是 的(填“不同”或“相同”)；(2)一般取值：g 或g .相同竖直向下不同9.8 m/s210 m/s2重力加速度三、伽利略对自由落体运动的研究1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的 决定的.2.伽

2、利略的研究：(1)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了“ ”的论断.(2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动,它的速度应该是 的.重量重物比轻物落得快均匀变化(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与 成正比,即x .(4)间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下,测出小球滚下的位移x和 .实验表明：小球沿斜面滚下的运动是 运动；斜面倾角一定时,小球的加速度 ；小球的加速度随斜面倾角的增大而 .(5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90时,小球将自由下落,仍会做 运动.时间的二次方t2所用时间t匀加速直线相同增大匀加速直线1

3、.判断下列说法的正误.(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( )(2)物体在真空中一定做自由落体运动.( )(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动.( )(4)质量越大的物体自由落体加速度越大.( )(5)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( )(6)伽利略通过实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律.( )(7)伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推,得到自由落体运动的规律.( )2.对于自由落体运动,在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是_；在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比是_.1231353.在研究物体仅在重力作用下运动的实验中,打点计时器所用

4、电源的频率为50 Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出),如图1所示,图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位：mm),那么物体做_运动,加速度为_.解析答案图1匀变速直线9.8 m/s2解析因为打点周期T0.02 s,所以各测量点之间的时间间隔为T5T0.1 s.由纸带数据得hOA49 mm,hAB147 mm,hBC245 mm,hCD343 mm,即hhABhOAhBChABhCDhBC98 mm,一、自由落体运动1.自由落体运动(1)自由落体运动实质上是初速度v00,加速度ag的匀加速直

5、线运动,是匀变速直线运动的一个特例.(2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落才可以当做自由落体运动来处理.(3)运动图象：自由落体运动的vt图象(如图2)是一条过原点的倾斜直线,斜率kg.图22.自由落体加速度(重力加速度)(1)方向：总是竖直向下,但不一定垂直地面；(2)大小：在同一地点,重力加速度都相同.地球上纬度不同的地点重力加速度不同,其大小随纬度的增加而增大,赤道上最小,两极处最大,但各处的重力加速度都接近于9.8 m/s2,因此一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.例1(多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法,正确的是

6、A.竖直向下的运动一定是自由落体运动B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动C.同一地点,轻重物体的g值一样大D.g值在赤道处大于在北极处解析答案解析物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用,A错；熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用,但该阻力远小于它的重力,可以忽略该阻力,故可将该过程视为自由落体运动,B对；同一地点,重力加速度都相同,与质量无关,C对；赤道处g值小于北极处,D错.二、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规律 自由落体运动规律2.匀变速直线运动的一切推论公式,如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式,都

7、适用于自由落体运动.例2从离地面500 m的空中自由落下一个小球,取g10 m/s2,求小球：(1)落到地面所用的时间；解析答案答案10 s解析由h500 m和自由落体加速度,根据位移公式可直接算出落地所用时间,根据运动时间,可算出第1 s内的位移.最后1 s内的位移是下落总位移和前(n1) s下落位移之差.(2)自开始下落计时,在第1 s内的位移、最后1 s内的位移.解析答案答案5 m95 m解析第1 s内的位移：因为从开始运动起前9 s内的位移为所以最后1 s内的位移为hhh9500 m405 m95 m.例3一个小球从H高处自由落下,经过最后200 m所用的时间是4 s,求小球下落H所用

8、的总时间T和高度H是多少？(g取10 m/s2,空气阻力不计)解析答案答案7 s245 m解析法一：基本公式法根据题意画出小球的运动示意图如图所示,其中t4 s,h200 m.根据自由落体公式得：法二：平均速度法由题意得最后4 s内的平均速度为：1.(重力加速度及自由落体运动的理解)(多选)在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落,则关于两块石块的运动情况,下列说法正确的是A.重的石块落得快,先着地B.轻的石块落得快,先着地C.在着地前的任一时刻,两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同 的加速度D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等123解析答案4123解析两石块

9、都做自由落体运动,运动规律相同且具有相同的加速度,由于从同一高度下落,落地时间必然相同,故A、B错误.42.(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)图3大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程,对于此过程的分析,以下说法正确的是A.其中的甲图是实验现象,丁图是经过合理的 外推得出的结论B.其中的丁图是实验现象,甲图是经过合理的 外推得出的结论C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显答案123图343.(自由落体运动的规律)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落 时,离地的高度为123答案4解析123解法二把下落的时间平均分成两段,则这两段内的位移之比是13,44.(自由落体运动的规律)屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到达地面