自由落体运动 课件-高一上学期物理人教版必修1

1、学习目标：1、理解自由落体运动的条件和性质；2、掌握重力加速度的概念；3、掌握自由落体运动的规律；4、培养学生的观察能力和逻辑推理能力。重、难点：1、自由落体运动的规律；2、竖直上抛运动的处理第二章匀变速直线运动的研究2.5 自由落体运动制作者：河南驻马店高级中学 李阳思考：1、物体为何会下落？2、不同物体下落快慢是否相同？3、物体做什么运动？4、自由落体运动有什么特点？（初速度，加速度，位移）一、物体为何会下落？ 物体受地球的吸引，也就是物体在重力的作用下下落！水往低处流抛出去的物体往下掉 物体下落的快慢真的由“轻、重”决定吗？ 二、问题提出：不同物体下落快慢是否相同？ 亚里士多德通过对大量

2、的物体自由下落的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落的快，即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近2000年。 对比实验，观察现象，得出结论铁片和等面积的纸片同时下落两张相同的纸，一个剪去部分再揉成团同时下落两张相同的纸，一个揉成团同时下落铁片下落快现象：现象：重的物体下落快现象：纸团下落快轻的物体下落快纸团下落快一样重下落快慢仍不同实验表明：物体下落的快慢程度不仅重力大小有关， 可能还与空气阻力有关.牛顿管实验只受重力作用时，物体下落快慢程度相同物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 1.定义：三、自由落体运动说明：如果空气阻力对物体影响很小，可

3、忽略不计时， 则物体在空气中从静止开始下落的运动就可以 看作是自由落体运动。（3）运动方向：竖直向下（1）受力特征：只受重力作用（2）初始状态：初速度为零（4）条件：真空 （5）结论：一种理想运动 ，忽略了空气的阻力；不同物体做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。 【巩固训练】将甲、乙两物体从同一高度由静止释放，空气阻力不能忽略，则（ ）A、甲一定先落地 B、乙一定先落地 C、甲可能先落地 D、可能同时落地 阿波罗登月实验 1970年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。退 出01234561

4、.30cm2.10cm3.17cm4.51cm6.12cmx1 = 0.80cmx2 =1.07cmx3 = 1.34cmx4 = 1.61cmx2-x1= 1.07cm-0.80cm= 0.27cmx3-x2= 1.34cm-1.07cm = 0.27cmx4-x3 =1.61cm-1.34cm =0.27cm闪光时间间隔为1/60秒自由落体的频闪照片2.运动性质：初速度为零的匀加速直线运动由于相同时间内位移差相等，故物体做匀变速直线运动四、重力加速度自由落体运动的加速度1.定义：2.特征：（1）在地球上的同一地点自由落体加速度都相同， 但不同的地点稍有差别。（2）一般情况下g=9.8m/s

5、2，粗略计算中取g=10m/s2 .重力加速度的方向总是竖直向下3.方向：不同物体在同一地方从同样高度释放，结果物体同时落地，说明不同物体自由下落的加速度相同.4.大小：重力加速度通常用g表示，g=x/T2地点北极北京上海广州赤道纬度90039056310122300600g(m/s2)9.8329.8019.7949.7889.780 vt=gt 自由落体运动的规律x=gt2/2 vt2=2gxx=gT2以竖直向下为正方向！0123456故楼高h=H-H=25m解：设下落H时间为t，由H=gt2/2得由题意知小球下落H高度用时(t-1)sHhH例1.一小球从楼房上空距地面45m高处自由下落，

6、小球经楼顶到地面经历时间为1s，则楼高为多少？（g=10m/s2）例2.一矿井深H125m，在井口每隔一段时间释放一小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第一个小球恰好落到井底。问：（1）每隔多长时间落下一球？（2）此时第3个与第5个小球相距多远？解：设释放小球的时间间隔为t0, 则第一个小球恰好落到 井底用时t=10t0.由自由落体运动规律知此时第3个与第5个小球分别已运动8t0和6t0的时间，故相距小结物体 只在重力作用下 从 静止 开始下落的运动一、定义:三、性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动四、加速度(重力加速度)方向: 竖直向下大小:g =9.8m/s2或g =10m/

7、s2纬度越高 g 值越大二、特点：只受重力V0=0第二课时竖直上抛运动竖直上抛运动1、定义：物体只在重力作用下竖直向上抛出的运动.2、运动性质：3、规律： 过程一：初速度为v0，加速度为-g的竖直向上匀减速直线运动，末速度为0匀减速直线运动过程二：自由落体运动例3.一小球从离地h=15m处竖直向上抛出，经t=3s时间落地，忽略空气阻力，g取10m/s2.求小球抛出时的初速度多大？解法一：分阶段处理设小球抛出时的初速度为v0,上升过程做匀减速直线运动，运动t1时间到最高点时速度为零，此过程上升高度为h1.下降过程做自由落体运动，运动时间为t-t1,下落高度为h+h1.由匀变速直线运动的速度公式有

8、由匀变速直线运动的速度-位移公式有由自由落体运动的位移公式有代入数据，联立以上方程综合解得解法二：整过程处理因为小球上升、下降过程加速度保持不变，所以小球在整个运过程始终做匀变速直线运动。设小球抛出时的初速度为v0,并以竖直向上为正方向，则加速度a=-g，全过程的位移x=-h.例3.一小球从离地h=15m处竖直向上抛出，经t=3s时间落地，忽略空气阻力，g取10m/s2.求小球抛出时的初速度多大？竖直上抛运动特征概括：具有对称性1、定义：物体只在重力作用下竖直向上抛出的运动.2、运动性质：3、规律：（1）上升时间和下降时间相等（2）往返经同一点的速率相等 过程一：初速度为v0，加速度为-g的竖

9、直向上匀减速直线运动，末速度为0匀减速直线运动过程二：自由落体运动4、特点：上升最大高度：上升时间：总时间:v02/2gv0/g2v0/g例4：一物体从地面以初速度为30m/s上抛（不计空气阻力，g取10m/s）1、物体在离地面25m处的时间以及速度；2、物体5s内的平均速度；答案：1、1s和5s、20m/s和-20m/s2、4m/s（1）上升时间和下降时间相等竖直上抛运动特征概括：具有对称性1、定义：物体只在重力作用下竖直向上抛出的运动.2、运动性质：3、规律：（1）任意两点往返的时间相等（2）往返经同一点的速率相等 过程一：初速度为v0，加速度为-g的竖直向上匀减速直线运动，末速度为0匀减

10、速直线运动过程二：自由落体运动4、特点：上升最大高度：上升时间：总时间:v02/2gv0/g2v0/gv/m/ssv0-v0v0/g2v0/g例5.竖直向上以25m/s的初速抛出甲球，2s后由同一点以与甲相同的速度抛出乙球，求乙抛出后经多长时间两球相遇。（不考虑空气阻力作用，g取10m/s2）解（1）基本公式法因甲在先乙在后，两球初速相同，故两球相遇时必是甲下降、乙上升的阶段。设乙抛出t时间后相遇，则甲已运动（t+2）的时间。球从抛出到上升至最高点所用时间为t0,上升的最大高度为H，则由落体运动规律有：故甲从最高点下落到与上升的乙相遇时有解（2）图象法012345101520v/m s-1t/s25例5.竖直向上以25m/s的初速抛出甲球，2s后由同一点以与甲相