2.4 自由落体运动 课件-2高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

自由落体复习巩固1、匀变速直线运动速度时间公式2、匀变速直线运动位移时间公式3、匀变速直线运动位移速度公式4、匀变速直线运动平均速度5、匀变速直线运动中间时刻的速度6、匀变速直线运动位移中点的速度7、匀变速直线运动的判别式及推论8、初速度为0的匀加速直线运动在相邻相等时间内的位移比新课导入一、对落体运动的认识亚里士多德的观点：物体下落的快慢跟它的轻重（质量）有关，重的物体比轻的物体下落的快。伽利略的观点：（1）重物和轻物下落得同样快。（2）自由落体的速度与时间成正比。新课导入（1）对落体运动的认识（逻辑推理的实验方法）1、假设重物下落的速度大于轻物下落的速度2、将重物和轻物捆在一起①轻物的速度较慢，会拖着重物的速度变小m1>m2v1>v2m3>m1v3>v1②整体的重量大于大球的质量，整体的速度变大3、结论矛盾，假设不成立，亚里士多德的看法是错误的新课导入（1）对落体运动的认识

伽利略认识到重物和轻物之所以下落的快慢不同是因为受到空气阻力的影响，若没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。新课导入（2）自由落体的速度与时间成正比①速度的变化对时间来说是均匀的，v与t成正比。（伽利略）②速度的变化对位移来说是均匀的，v与x成正比。（达芬奇）1、假设速度的变化与时间成正比，则得出通过的位移与所用时间的平方成正比。（转换法，速度不好测，但是位移好测）2、“冲淡”重力。1：3：5：...1：3：5：...1：3：5：...新课导入（2）自由落体的速度与时间成正比3、结果表明小球的速度与时间成正比。4、合理外推：若斜面倾角很大，为90°时，小球的运动就和自由落体一样了，所以自由落体的速度与时间成正比。（外推法）提出问题猜想与假说逻辑推理实验检验合理外推，得出结论伽利略科学研究方法的基本要素新知讲授二、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。

（若空气阻力较小，可以忽略，也可近似看成自由落体运动）2、性质：初速度为0的匀加速直线运动。新知讲授三、自由落体运动加速度1、定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。2、大小：在一般的计算中，g可以取9.8m/s2或10m/s2。（在不同的位置，重力加速度是不同的，随着纬度的增加，重力加速度变大，赤道位置最小，两极位置最大；随着高度的增加，重力加速度变小，但在较小的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变）新知讲授三、自由落体运动加速度3、方向：竖直向下（垂直于当地水平面向下）

【不可以说垂直向下或指向地球的球心】4、自由落体的运动学公式（1）速度时间公式：v=gt（2）位移时间公式：h=1/2gt2（3）位移速度公式：v2=2gh（4）连续相等时间内的高度差：∆h=gt2巩固练习1、下列对自由落体运动的说法正确的是（）A.物体做自由落体运动不受任何外力B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C.“重的物体下落得快”是伽利略自由落体运动的结论D.做自由落体运动的物体，质量越大，下落越快巩固练习2、下列关于重力加速度的说法正确的是（

）A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小C.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢D.轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地巩固练习3、下列图像中能够描述自由落体的是（

）巩固练习4、某同学在窗口玩手机时，手机不慎掉落，已知手机开始掉落位置距地面的高度为27m，手机下落过程可视为自由落体运动，下落的总时间为3t，则手机下落的最后一个t时间内下落的高度是（

）A.10m

B.15m

C.18mD.20m巩固练习5、一个苹果从某一高度A点自由落下，如图所示，t1=2s时落至B点，t2=4s时落至C点。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。试回答下列问题：（1）求苹果从A点落至B点的位移hAB（2）求苹果落到C点时的速度vc（3）苹果在AB间和BC间下落的高度之比20m;40m/s;1:3巩固练习6、从高处释放一石子A，∆t后在同一地点再释放另一石子B（空气阻力不计），则下列说法错误的是（

）A.两石子均在下落过程中，A相对B做匀速直线运动B.两石子均在下落过程中，两者距离保持不变C.两石子均在下落过程中，两者的加速度均保持不变D.两石子均在下落过程中，两者的速度差保持不变新知讲授四、自由落体运动的实验探究1、实验原理：重物拖着纸带竖直下落，纸带受到的阻力比重物的重力小得多，可以近似认为重物仅受到重力作用，根据打点计时器打出的纸带分析重物的运动规律。2、实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺等。密度大、体积小（空气阻力小）新知讲授四、自由落体运动的实验探究3、实验过程（1）将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。（2）把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹连接到重物上，让重物靠近打点计时器。（3）用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，重物落地后立即关闭电源，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。（4）改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行分析。新知讲授四、自由落体运动的实验探究4、数据处理（1）图像法：算出各计数点的瞬时速度，做出v-t图像，图像是一条过原点的向上倾斜的直线，斜率表示加速度。（2）公式法：利用“∆x=aT2”求加速度。5、实验结论自由落体运动是初速度为0、加速度恒定的加速直线运动，加速度大小约为9.8m/s2，与物体的质量无关。新知讲授五、竖直上抛运动1、定义：将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出，抛出的物体只在重力作用下运动。2、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。新知讲授五、竖直上抛运动3、基本规律通常选取初速度的方向为正，则a=-g。速度公式：v=v0-gt位移公式：h=v0t-1/2gt2位移速度公式：v2-v02=-2gh上升到最大高度的时间：t=v0/g上升的最大高度：H=v02/2g新知讲授五、竖直上抛运动4、运动特点（1）对称性①时间对称性物体在上升过程中从某点到最高点所用的时间和从最高点落回该点所用的时间相等。新知讲授五、竖直上抛运动4、运动特点（1）对称性②速度对称性物体上抛时的初速度与物体落回抛出点时的速度大小相等、方向相反；物体上升过程和下落过程经过同一位置时的速度大小相等、方向相反。新知讲授五、竖直上抛运动4、运动特点（2）多解性物体通过抛出点上方的某一点（除最高点）对应两个时刻，因为物体可能处于上升阶段，也可能处于下落阶段。新知讲授五、竖直上抛运动5、处理方法分段法：上升阶段是a=-g、初速度为v0的匀减速直线运动；下落阶段是自由落体运动。整体法：全过程看作初速度为v0、加速度为-g的匀变速直线运动，选取v0的方向为正方向，则v=v0-gt，h=v0t-1/2gt2（1）若v为正时，物体处于上升阶段；v为负时，物体处于下降阶段。（2）若h为正时，物体在抛出点的上方；h为负时，物体在抛出点的下方。巩固练习1、t=0时刻某弹射装置将小钢球以15m/s的速度竖直向上抛出，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。关于小钢球被抛出后在空中运动的过程，下列说法正确的是（）A.小钢球第2秒内的速度变化量为零B.小钢球上升的最大高度为22.5mC.第1秒内的速度变化比第3秒内的速度变化快D.第1秒内的平均速度大于前2秒内的平均速度巩固练习2、做竖直上抛的物体，取抛出速度方向为正方向，则物体的速度时间图像正确的是（

）巩固练习3、将一个小球以10m/s的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则有（）（多选）A.小球上升到最高点用时1sB.小球从抛出到落回抛出点总共用时1.5sC.小球上升的最大高度为5mD.小球上升的最大高度为10m巩固练习4、t=0时刻以10m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，t=0.4s时从同一地点又以10m/s的初速度竖直向上抛出第二个小球，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，则两小球在空中相遇的时刻为（

）A.0.8sB.1.2S

C.1.3s

D.1.4s巩固练习5、升降机从井底以5m/s的速度向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，再经过4s升降机底板上升至井口，此时螺钉刚好落到井底，不计空气阳力，取重力加速度g=10m/s2