粤教版高中物理必修第一册第二章第四节自由落体运动课件

第四节自由落体运动第二章匀变速直线运动1．通过对物体下落快慢因素的探究，培养学生科学探究意识．2．知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．3．掌握自由落体运动加速度的大小、方向，理解影响重力加速度的因素．4．通过实验，认识自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．学习任务必备知识·自主预习储备知识点一影响物体下落快慢的因素1．亚里士多德观点：重的物体下落__，轻的物体下落__，并断言物体下落快慢由它们的____决定．2．伽利略观点：重的物体不会比轻的物体下落得__．3．实验结论：物体下落快慢与物体的轻重__关．提醒

没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重力作用，下落的快慢相同．

快慢重量快无体验

1．(1)亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关． (

)(2)牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同． (

)(3)石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力． (

)×√×知识点二自由落体运动及规律1．定义：物体________作用下从____开始下落的运动．2．重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都____，方向总是__________，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度．在地球不同的纬度，g的大小是______．通常的计算可以把g取作________，粗略计算可以取作_________．3．自由落体运动的速度公式：vt＝__．4．自由落体运动的位移公式：s＝_______．只在重力静止相同竖直向下的不同的9.8m/s210m/s2gt

体验

2．(1)自由落体运动是竖直向下的匀加速直线运动． (

)(2)自由落体加速度的方向都是竖直向下的． (

)(3)重力加速度在任何地点都是9.8m/s2． (

)×√√关键能力·情境探究达成从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．两位同学合作，用刻度尺可以测量人的反应时间：如图(1)所示，甲捏住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺，若乙做握尺准备时，手指位置如图(2)所示，而握住尺的位置如图(3)所示．请探究：(1)要测乙同学的反应时间应测量出什么量？(2)应用哪个公式来计算，乙同学的反应时间约为多少？

考点1影响物体下落快慢的因素1．两个截然相反的结论伽利略指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头的下落速度为8v，小石头的下落速度为4v．由这一观点出发，当我们把两块石头拴在一起时，对于下落快慢就有两种结论：结论一：下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖下而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8v而大于4v；结论二：两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，其下落的速度比任何一个物体都要快，速度应该大于8v．2．实验与探究如图所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题：A．质量相等的纸片和纸团B．体积相等的铅球和木球图A现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地．解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，可以看成是自由落体运动．图B现象：质量不等的铅球和木球，同时从同一高度由静止释放，它们同时落地．解释：铅球和木球受到的空气阻力都可以忽略，它们的运动都可以看成是自由落体运动，所以同时落地．结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关．伽利略的观点正确．【典例1】甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球(一个为实心球，一个为空心球)，结果甲同学看到两球不是同时落地的．他分析了两球未能同时落地的原因，你认为他的下列分析正确的是(

)A．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小B．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大C．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力D．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小√思路点拨：空气阻力与重力大小关系影响下落快慢，重的下落快．

C

[两球形状完全相同，在下落过程中所受空气阻力近似相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正确．]规律方法

物体下落的规律(1)两物体在真空中或阻力可以忽略的空气中下落时，它们下落得同样快．(2)两物体在阻力不能忽略的空气中下落时，空气阻力比其重力更小的物体下落得快．[跟进训练]1．16世纪末，意大利比萨大学的年轻学者伽利略通过逻辑推理的方法，使亚里士多德统治人们2000多年的理论陷入困难，伽利略的猜想是(

)A．重的物体下落得快

B．轻的物体下落得快C．轻、重两物体下落得一样快

D．以上都不是√C

[伽利略认为物体在下落运动过程中运动情况与物体的质量无关，故C正确．]

【典例2】从离地面80m的空中自由下落一个小球，g取10m/s2，求：(1)经过多长时间小球落地；落地速度多大？(2)自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移．思路点拨：①小球自由下落的总高度为80m．②小球在最后1s内的位移为总位移与前(t－1)s内的位移之差．

[答案]

(1)4s

40m/s

(2)5m

35m规律方法

应用自由落体运动规律解题的思路和方法(1)首先将题目中的日常生活信息进行加工处理，选择有用的已知信息，排除干扰因素．(2)在分析信息的基础之上进行科学的模型抽象，建立物理模型，将实际问题转化为理想的物理过程．(3)根据已知条件和自由落体运动模型遵循的物理规律，选择准确的物理公式列方程，代入数值求解．

√√

考点3重力加速度的测定1．利用打点计时器测重力加速度(1)按图示连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端．(2)安装打点计时器时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．(3)应选用质量和密度较大的重物．增大重力可使阻力的影响相对减小；增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．(4)先接通电路再放开纸带，打完一条纸带后立刻断开电源．(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT

2求出重力加速度．

【典例3】某同学用如图所示的装置测定重力加速度．(1)电火花计时器的工作电压为________V，它使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源频率是50Hz时，它每隔________s打一次点．220交流0.02(2)打出的纸带如图所示，实验时纸带的________端应和重物相连接(选填“甲”或“乙”)．(3)由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字)．(4)当地的重力加速度g＝9.80m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的可能原因：_______________________________________________________________________________________．乙9.60空气阻力的影响、摩擦阻力的影响、数据的测量……

规律方法

测量重力加速度问题的两点提醒(1)用打点计时器测出的重力加速度可能比实际值偏小，因为重物在带动纸带通过计时器下落时要受阻力作用．(2)频闪照相法测重力加速度实验中，照片上的距离不是实际距离，应将其还原成小球下落的实际距离(或照相时在物体旁放一标尺)．[跟进训练]3．某同学采用手机的连续拍摄功能，拍下了小球自由下落的过程．该同学找出连续拍摄的五张清晰照片，合成到同一张图中打印出来(如图所示)，测得小球各点相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4，经过测量知实际下落距离是图中距离的k倍，连续拍摄每张照片间隔为T．(1)小球在位置B时的速度表达式vB＝________．(2)充分利用测量数据，写出小球运动过程中重力加速度表达式g＝____________________．(3)在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是________(选填“偶然”或“系统”)误差．

偶然

学习效果·随堂评估自测243题号11．(多选)小红同学在探究自由落体运动规律时，从生活情境中选出下列四种运动情况进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律(

)

√√243题号1AD

[月球上为真空，羽毛和铁锤下落过程中只受重力作用，v0＝0，故它们的运动符合自由落体运动，A正确；B、C两项中运动员在运动过程中所受空气阻力和水的阻力都不能忽略，故其运动不符合自由落体运动规律，B、C错误；D项中瀑布从山涧下落时空气阻力可以忽略，v0近似为零，故可看作自由落体运动，D正确．]23题号142．下列v-t图像，能反映自由落体运动的是(

)√A

B

C

DD

[由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以速度v＝gt，D项正确．]23题号41

√√23题号41

243题号1

243题号1(1)表格中已给出计数点A、B、D、E对应的瞬时速度，请计算出计数点C对应的瞬时速度并在表格中标出来，同时作出v-t

图像．计数点ABCDE对应的速度vA＝0.66m/svB＝0.98m/s_______________vD＝1.64m/svE＝1.97m/svC＝1.31m/s见解析图243题号1

BC243题号1

越小越好有关243题号1

243题号1(2)方法A中，取加速度的平均值后，只能用到第一组和最后一组数据，不利于减小偶然误差，故方法A错误；方法B中，加速度取平均值后，仍能用到所有的数据，可减小实验的偶然误差，则方法B正确；在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以我们可以根据实验数据画出v-t图像，考虑到误差，不可能是所有点都整齐地排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，243题号1

提示：①只受重力；②从静止开始下落．2．在地球上的不同位置，g一定不同吗？提示：不一定．3．自由落体运动的基本规律和速度—位移关系式分别是什么？

回归本节知识，自我完成以下问题：1．自由落体运动的条件是什么？阅读材料·拓宽物理视野亚里士多德的落体理论古代的落体研究的代表人物是亚里士多德(Aristotle，公元前384—公元前322)．亚里士多德的研究一开始就是动力学的．这些动力学研究的根据是从经验中归纳出的直觉，并结合了教学的推导．亚里士多德得到了两个定律，即强迫运动定律和落体运动定律．亚里士多德认为影响物体下落运动快慢的因素有两个：(1)运动所通过的媒质不同(如通过水或土或空气)；(2)运动物体自身轻或重的程度不同．为此，亚里士多德得到的落体运动定律是：“如果运动的其他条件相同的话，物体下落的时间与它们自身的重量成反比，如一物体的重量是另一物体的两倍，则在同一媒质中重物下落只用轻物下落一半的时间．”遗憾的是，亚里士多德的两条定律都是错