2.4自由落体运动高中物理

千锤百炼铸就精品授课人：点石成金授课日期：20XX年X月培养什么人/怎样培养人/为谁培养人2.4自由落体运动01自由落体运动02自由落体加速度03自由落体运动的规律04典例分析目录/contents站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？新课导入Part.01自由落体运动生活中常见的下落运动露珠下落见一叶落而知岁之将暮

-----《淮南子・说山训》跳伞运动雨滴下落游乐场设施生活中常见的下落运动亚里士多德(前384-前322):作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。亚里士多德（Aristotole)物体下落快慢与什么有关？物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。逻辑的力量亚里士多德伽利略v12＞8v1=8v2=44<v12<8?结论与假设

出现了矛盾！老亚，你错了重物被轻物拖累重物轻物绑一起物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。实验验证物体下落快慢与轻重无关传说中：世界著名的比萨斜塔实验证明同时释放外形体积大小材料相同但质量不同的两个小球同时落地。探究1：什么因素影响物体下落的快慢呢？实验一重量大的粉笔和轻薄纸片谁下落得快?原因：空气阻力对下落快慢的影响相同的两张纸，纸团与一张纸呢？实验二如果没有空气阻力只在重力作用下呢？重量大的粉笔，下落的快纸团下落的快探究2：轻重不同的物体下落快慢的研究牛顿管演示轻重不同物体下落快慢在真空中物体下落快慢与其轻重无关。（没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同）实验现象：实验结论：实验条件控制

实验现象1未抽出空气2抽出大部分空气

3抽出所有空气羽毛下落的很慢相同速度接近NASA全球最大的真空实验室------羽毛保龄球自由落体实验1、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。2、条件：（1）从静止开始下落（即初速度为零）；（2）只受重力作用（当空气阻力同重力相比很小，可忽略不计，物体下落也可看作自由落体运动）自由落体运动理想化物理模型【例题】关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可以看成自由落体运动C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，A选项中没有明确物体只受重力作用，故错误；D选项中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D错误；如果空气阻力可以忽略不计，从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，B正确，C错误。解析：B探究3:自由落体运动是什么性质的运动呢？频闪照相法测自由落体加速度速度几乎是均匀增加

∆v时间间隔1/30s自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。3、自由落体运动的性质：自由落体运动Part.02自由落体加速度2、大小：一般取

2

，粗略计算可取

g=10m/s2

。

方向：竖直向下（垂直于当地水平面向下）。

注意：不是垂直于地面或者支持面，也不是指向地心（赤道和两极指向地心）1、定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g

表示.自由落体加速度g(重力加速度)3、同一地点,g相同；不同地点,g不同。你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。同一纬度，海拔高度增加，g值减小

g低>g高纬度升高，g值增加

g极地>g赤道重力加速度的细微变化结论：纬度升高，g值增大；海拔升高，g值减小Part.03自由落体运动的规律V=V0+atV

-V0=2aX22X=V0t+at221匀变速直线运动自由落体运动gggV=gtV

=2gh2h=gt221

自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。你能写出自由落体运动的规律吗？h自由落体运动(v0=0,a=g,x=h)试一试h自由落体运动的规律V0=0a=gx=h【例题】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10m/s2)⑴此屋檐离地面多高？⑵滴水的时间间隔是多少？方法一：用基本公式法求解设屋檐离地面高为h，滴水的时间间隔为Δt。则：第2滴的位移

第3滴的位移

又由于h2－h3＝1m

由①②③得：Δt＝0.2s屋檐高

①②③解：

【例题】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10m/s2)⑴此屋檐离地面多高？⑵滴水的时间间隔是多少？解：

方法二：用平均速度法求解设滴水间隔为Δt，水滴经过窗子过程中的平均速度

由v＝gt得：下落到第3滴所在位置时的速度为v＝2gΔt

则Δt＝0.2s屋檐高

【例题】屋檐上每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示。问：(g取10m/s2)⑴此屋檐离地面多高？⑵滴水的时间间隔是多少？解：

方法三：用比例法求解由于相邻的两水滴的时间间隔相等，则从上到下两相邻水滴的距离之比为

而第2、4两滴水间距离为，所以总高度为

用手机测自由落体加速度通常人的反应时间大于1/7s分析：看到释放动作大脑手脚1/7s时间内下落的高度：h=gt2/2≈10cm是否可以用一把刻度尺测一下你的反应时间，测完后大家可以比较一下谁反应快？动手小游戏【例题】用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从静止开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是（）C【例题】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.如图是小球在没有阻力时自由下落的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次.(照片中的数字是小球距起落点的距离，单位：cm)(1)试判断小球的运动是否是匀变速直线运动？(请说出判断依据)(2)若是匀变速直线运动，加速度是多大？解：（1）是匀变速直线运动，因为在误差允许范围内小球在连续相等时间内的位移差为定值。（2）从上到下，两相邻小球间的距离为x1、x2、x3、x4，根据逐差法求加速度伽利略对自由落体运动的研究方案设计困难一：速度无法直接测量突破：间接验证困难二：落体运动时间太快，无法准确测量突破：利用斜面“冲淡”重力，使其加速度减小质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同小球做匀加速直线运动实验验证质量不同的小球沿同一斜面下落，加速度相同>增大斜面倾角，加速度变大>倾角很大，接近落体运动>倾角900，就是自由落体运动做自由落体运动的物体加速度相同实验验证伽利略的研究方法：实验+逻辑推理伽利略的研究（实验与逻辑推理的完美结合）（1）逻辑归谬：否定亚里士多德（2）猜想假说：落体运动的规律相同，是一种简单的变速运动。

如V∝t或V∝X

（3）逻辑推理（包括数学演算）：V0=0，则V∝t

<=>X∝t2（4）实验验证（间接）：利用斜面来“冲淡”重力（5）合理外推：从斜面到竖直的自由落体规律一致课堂小结自由落体运动定义自由落体运动条件自由落体运动的公式大小方向①只受重力作用；②从静止开始物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动重力加速度g2，不同纬度大小不同，两极最大竖直向下Part.03典例分析1、(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A.自由落体运动是一种匀变速直线运动B.物体刚下落时，速度和加速度都为零C.物体的质量越大，下落时加速度就越大D.当地重力加速度为9.8m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8m/sAD2、雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？

讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过8m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。

3、一个物体自由下落，试求：3s末的速度大小，3s内的位移大小，3s内的平均速度大小，第3s内的位移大小和第3s内的平均速度大小．（g取10m/s2）v＝gt，v3