【课件】自由落体运动+课件-2024-2025学年高一上人教版（2019）必修第一册

自由落体运动实验一一张纸片、一个硬币，从同一高度下落自制实验原因：空气阻力对下落快慢的影响实验二两张一样的纸，一张卷成团，从同一高度下落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牛顿管实验实验条件控制

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实验结论：在完全没有空气阻力的情况下，轻重物体下落的一样快。实验规律1.定义:物体在只受重力作用下，从静止开始下落的运动。(1)v0=0(2)只受重力作用2.特点:当空气阻力与重力相比很小，可忽略不计，物体下落也可看作自由落体运动。(3)轨迹为直线自由落体运动自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8m/s2)的匀加速直线运动。实验结论也叫自由落体加速度在地球的不同地方，自由落体加速度的大小都是9.8m/s2吗？实验实验器材：打点计时器、重锤、纸带、夹子、铁架台实验步骤：固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。实验纸带示例图计时点0123456距离d/cm06.0012.5019.3026.5034.1042.10重力加速度的方向竖直向下，重力加速度的大小随着纬度的增加而增大；在一般计算中g取9.8m/s2,粗略计算取10m/s2重力加速度的大小随着高度的增加而减小，但在一定高度范围内，可认为重力加速度大小不变在同一地点，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，也叫作重力加速度，通常用g表示伽利略理想斜面实验伽利略通过数学计算得出结论：如果物体的初速度为0，而且速度随时间的变化是均匀的，他通过的位移就与所用时间的二次方成正比。这样只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验物体的速度是否随时间均匀变化。伽利略理想斜面实验伽利略在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。他在研究自由落体运动时做了上百次的铜球沿斜面运动的实验，下图是实验示意图，他设想：若斜面的倾角越接近90°，则小球从静止开始沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，若发现斜面上的小球都做

运动，则由此可以外推出自由落体运动也是

运动，最终的实验很好地证明了他的设想是正确的。匀加速直线匀加速直线1.测量重力加速度可以打点计时器，也可用频闪照相（1）利用打点计时器测量重力加速度，按要求安装好打点计时器，接好电路，将纸带拉到最上端。用手托住重锤，先接通电源，后释放纸带，待重锤下落后，再关闭电源，取下纸带（2）重复以上操作，选取一条合适的纸带研究，分析可知，第1、2两点间距离接近2mm的纸带才是最有效的（3）此方法测得的重力加速度通常比实际值小，其主要原因是纸带与限位孔有摩擦（4）图中D点的速度为vD=1.31m/s（已知相机每秒闪光30次）（5）由频闪照片得到的加速度为a=9.80m/s2（（4）（5）两空计算结果保留2位小数）伽利略对自由落体运动的研究困难一：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SZ-LWH自由落体加速度在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，叫做自由落体加速度，用g表示竖直向下一般取g=9.8m/s2,粗略计算可以取g=10m/s2，特别注意题目的要求定义大小方向v0=0,a=gSZ-LWH

自由落体加速度地点纬度g值北极90°9.832m/s2莫斯科55°45′9.816m/s2纽约40°46′9.803m/s2北京39°56′9.801m/s2东京35°43′9.798m/s2上海31°12′9.794m/s2武汉30°33′9.794m/s2广州23°06′9.788m/s2赤道0°9.780m/s2问题：你能发现地球上不同位置g值的分布规律吗？SZ-LWH、自由落体加速度用手机软件Phyphox测量重力加速度SZ-LWH自由落体运动公式自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动，所以所有匀变速直线运动的公式也都适用，请推导自由落体运动公式。a=gv0=0（x=h）思考探索作业作业：制作反应尺——测测你的反应时间操作：一个人捏住尺子的上端