2.4自由落体运动（课件）高中物理一体化资源

位移正负vt

矢正负

自由落体刹车2.4自由落体运动

第二章匀变速直线运动的研究人教版高中物理必修一世界上第一条商业运行的磁悬浮列车——“上海磁浮”，已于2003年10月1日正式运营。据报道，上海磁浮线路总长33km，一次试车时全程行驶了约7min30s，其中以430km/h的最高速度行驶约30s。磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多，是不是它的加速度也会很大？学过这一章后请你根据报纸上的数据，再按照实际情况给出一些简化的假设，自己尝试着估算它的加速度。学习目标1.理解物体做自由落体运动的条件。(物理观念)2.理解自由落体运动的性质,并掌握其运动规律，能解释或解决生活中的具体问题。(科学思维)3.认识物理实验与科学推理在物理学研究以及对科学发展和人类进步中的作用和重大意义。(科学态度与责任)导入新课站在高层建筑物上，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？一、自由落体运动物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大概要算古希腊学者

了。平常人们观察到的事实是，一块石头比一片树叶落得快些……亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。亚里士多德一、自由落体运动

认为，根据亚里士多德“重的物体下落得快”的论断，会推出相互矛盾的结论。例如，假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8；但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石头要重，因此整个物体下落的速度应该比8还要大。这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是

的。根据仔细的分析，伽利略认为物体下落的运动只有一种可能性：

。伽利略错误重的物体与轻的物体应该下落得同样快一、自由落体运动那么，轻重不同的物体下落的情况到底怎样？下面我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。一、自由落体运动一、自由落体运动一、自由落体运动结论：由实验可以看到，将玻璃管里的空气抽出去后，没有了空气阻力的影响，轻的物体和重的物体下落得

。在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为

的影响。如果没有空气阻力，

。同样快空气阻力所有物体下落的快慢都一样一、自由落体运动1.定义：物体只在

作用下

的运动，叫作自由落体运动。2.自由落体运动的条件：（1）受力条件——

.（2）运动条件——

.3.性质：自由落体运动是

运动。重力从静止开始下落只受重力作用

二者缺一不可初速度为零的匀加速直线一、自由落体运动4.自由落体运动是一种

模型（1）这种模型忽略了次要因素——

,突出了主要因素——

。实际上，当物体在空气中下落时，由于要受空气阻力的作用,物体

做自由落体运动的。

（2）当空气阻力

物体的重力时，

认为物体只受重力作用,此时物体由静止下落

看作自由落体运动。（3）自由落体运动在其他星球上

发生,但物体下落时的加速度和在地球上的

。理想化空气阻力重力并不是远小于可以就可以也可以一般不同

C二、研究自由落体运动的规律由上面的实验我们可以看到，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢？二、研究自由落体运动的规律二、研究自由落体运动的规律实验原理：重物拖着纸带竖直下落时，如果

比重物的重力小得多，

重物仅在重力作用下运动,根据打点计时器打出的纸带能分析和研究重物的运动规律。纸带阻力和空气阻力可以近似认为二、研究自由落体运动的规律实验器材：打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、低压交流电源、毫米刻度尺。二、研究自由落体运动的规律探究过程：1.如图所示,将打点计时器

固定在

上，连接好电路。2.把纸带穿过两个

，下端用铁夹夹到重物上，让重物靠近

。3.用手捏住纸带

,把纸带拉成

状态，接通

，松开纸带让重物

，重物落地后

关闭电源，打点计时器会在纸带上打下一系列的点。竖直铁架台限位孔打点计时器上端竖直电源自由下落立即注意顺序可以减小纸带受到的阻力二、研究自由落体运动的规律4.改变

，重复几次上面的实验，选取一条

的纸带进行分析。1.为了减少空气阻力的影响，重物应选

的物体,如铁锤等。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，且要先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再放手让重物下落。注意事项：密度大、体积小重物的质量点迹清晰二、研究自由落体运动的规律数据处理：用

测量打点计时器打出的纸带上各点间的距离。（1）图像法用

求出各点的瞬时速度。作v-t图像，图像是

，

表示加速度。（2）逐差法根据

计算加速度,判断运动性质。刻度尺

一条过原点的向上倾斜的直线斜率二、研究自由落体运动的规律实验结论：

二、研究自由落体运动的规律9.60三、自由落体运动的规律1.自由落体加速度（1）定义:在同一地点，

物体自由下落的加速度

,这个加速度叫作自由落体加速度，也叫

加速度。通常用

表示。一切都相同重力gvtosto

v=gt斜率为g三、自由落体运动的规律

竖直向下不变不相同减小增大

10三、自由落体运动的规律三、自由落体运动的规律三、自由落体运动的规律三、自由落体运动的规律C9.7偏小三、自由落体运动的规律2.自由落体运动的规律（1）基本公式：自由落体运动是

运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论

自由落体运动。匀变速直线运动规律→自由落体运动规律v=+atx=t+a-=2ax===av=gth==2gh===gv=+ath=t+-=2gh===g

a→gx→h

初速度为0的匀加速直线都适用于三、自由落体运动的规律（2）几个比例式：设从t=0开始计时，以T为时间单位，则有如下结论:

1:2:3:…:n

l:3:5:…:（2N-l）三、自由落体运动的规律

四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究四、伽利略对自由落体运动的研究BD五、竖直上抛运动1.条件：物体只受

，初速度

0,且方向

。2.运动特点:加速度为

,上升阶段做

运动，下降阶段做

运动。3.基本规律：（1）速度公式：

.（2）位移公式：

.矢量式：h>0，在抛出点上方。h<0，在抛出点下方。vto重力不为竖直向上g匀减速直线自由落体

上升和下降过程视为互逆过程。五、竖直上抛运动（3）速度位移关系式：

.（4）上升的最大高度：

.（5）上升到最高点所用时间：

.

五、竖直上抛运动4.竖直上抛运动的两个特性：（1）对称性①

对称:上升和下降过程经过同一位置时速度

。②