1-5自由落体运动

合集下载

必修教材1第二章第5课时教案：自由落体运动

§2－5 自由落体运动教学内容：自由落体运动教学目标：1、了解自由落体运动及自由落体运动的条件；2、理解掌握自由落体运动的规律及其应用；3、会用有关规律解决实际问题；教学方法：实验探究法教学难点：自由落体运动规律及其应用教学过程：引入：观察现象，提出问题。

我们日常生活中看到过雨滴、雪片从天而降，树叶飘落，苹果坠地，以及石头落入井中等现象。

提出问题：为什么总是要向下落？→重力作用使物体竖直下落。

那什么物体下落得快，什么物体下落得慢呢？→演示实验演示实验一：纸片与粉笔的下落比较；纸片与纸团的下落比较；粉笔与纸团下落比较→大的物体下落慢，小的物体下落快吗？演示实验二：真空管实验。

一、自由落体运动 1、条件：①只在重力作用，忽略空气阻力； ②从静止开始下落，即v 0=0。

根据教材上图例所展示的自由落体运动频闪照片，由纸带法判断是否为匀变速直线运动，得出自由落体运动的性质。

→2、运动性质：是初速为零的匀变速直线运动。

根据图中数据，算出自由落体运动的加速度大小g ≈9.8m/s 2，给它一个专用名字，由自由落体加速度，也叫重力加速度。

→3、自由落体加速度：在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。

通常也叫重力加速度。

符号为：g 。

方向竖直向下。

4、大小：与地点有关，在地球上不同地方，g 的大小一般不同，赤道处g 最小，两极g 最大。

不同高度、不同地质结构处g 不同，一般计算中取g=9.8m/s 2。

粗略计算时取10m/s 2。

二、例题讲解【例1】甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们从同一点由静止开始下落，不计空气阻力，由下列说法中正确的是。

（C ）A 、甲比乙先着地；B 、甲比乙的加速度大C 、甲与乙着地速度相同；D 、下落过程中，两者在任意时刻离地的高度不同【例2】一物体从高处自由下落，则(1)第5秒内的位移是多少？解：画出物体运动的过程草图如图所示。

x 2=x-x 1=12a×52 -12a×42=44.10m(2)第8秒内的平均速度是多少？解：第8秒内的平均速度为v=v 7+v 82 =7+82×9.8 =36.75m/s(3)第6秒到第10秒内的位移多大？v 0=0s 2=? s=?s 2=?解：由平均速度及位移公式得：x=v 6+v 92×4 =(6+9)⨯2⨯9.8=294m三、自由落体规律速度公式：v t =gt ；v 平=gt/2 位移公式：x=12gt 2 ；x=v 平t= gt 2/2推导公式：v 2=2gh四、知识应用(动手实验) (1)测定反应时间日常活动中，有时需要反应灵敏，对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此，当发现某种情况时，能及时采取相应行动，战胜对手，或避免危险．人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．这里向你介绍一种测定反应时间的方法．请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，你用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，但手的任何部位都不要碰到木尺．当看到那位同学放开手时，你立即握住木尺．测出木尺降落的高度，根据自由落体运动的知识，可以算出你的反应时间．(2)测重力加速度由x=12gt 2 得：g=2st.只要测出x 和t ，即可以测定当地重力加速度。

人教版高中物理必修1第二章第5节自由落体运动

结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下重量不同的物体下落快慢相同。
牛顿管
抽气后，就排除了空气的影响
注意：观察实验得出结论
牛顿管实验现象：在真空中同时落地
。
结论：在真空中下落快慢与物体的。
重量无关
一、自由落体运动
1.什么是自由落体运动？
自由落体运动是一种理想化的运动模型，是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
4.甲，乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落，则在下落的过程中（ AD） A.两球的速度差始终不变 B.两球的速度差越来越大 C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大
以地面为参考系，甲的运动形式是？以乙为参考系，甲的运动形式是？
5.关于自由落体运动，下列说法正确的是（ BCD ）
A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的
这种运动只有在没有空气阻力的空间里才能发生。注意自由落体运动的两个基本特征：
①初速度为零；
②只受重力；
我们常见的物体的自由下落的运动不是严格意义上的自由落体运动，因为物体都受到空气阻力的影响。只有在物体所受的空气阻力与物体的重力相比很小，可以忽略不计时，物体的下落才可近似地看作自由落体运动。
竖直向下的匀加速直线运动 C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
叫自由落体运动 D.当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，
物体静止开始下落的运动可看作自由落体运动
6.关于自由落体运动说法正确的是（ BD）
A.物体开始下落时速度为零，加速度也为零 B.物体下落过程中速度增加，加速度不变 C.物体下落过程中速度和加速度都增加 D.物体下落过程中，速度的变化率是恒量

高中物理必修1人教版精品课件第二章自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( × ) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.( × ) (3)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( × ) (4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.( × ) 2.一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g＝10 m/s2，则物体落地时的速度v＝ 30 m/s，方向竖直向下；塔高H＝ 45 m.
图3
(1)对该实验装置及操作的要求，下列说法正确的是 (填写字母序号). A.电磁打点计时器应接220 V交流电源
√B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 √C.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
D.操作时，应先放开纸带后接通电源 E.为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一个点，并选取其以后
所以当物体下落2t 时，离地高度 h＝1＋3 3H＝34H.
1234
解析答案
4.(自由落体运动规律的应用)屋檐每隔相同的时间间隔
滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好到地面，
而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗子的上、下沿，
如图5所示，不计空气阻力.求此屋檐离地面的高度及
滴水的时间间隔.(g取10 m/s2) 图5
3.大小 (1)在地球上不同的地方，g的大小一般是不同
的(填“不同”或“相
同”)；
9.8 m/s2
10 m/s2
(2)一般取值：g＝
或g＝
.
三、伽利略对自由落体运动的研究 1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的. 2.伽利略的研究： (1)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了 “ 重物比轻物落得快 ”的论断. (2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的. (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所用时间的二次方成正比，即x ∝t2 .

人教版高一物理必修1 第二章第5节《自由落体运动》课程教学设计

《自由落体运动》教学设计蒋哲新一、课程分析1．本节课使用的教材是《普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）（人民教育出版社）》,教学的内容是第二章第5节关于自由落体运动的内容。

2．教学内容(教学重点、难点、关键)（1）自由落体运动的研究历程中体现出来的科学研究方法。

（2）对自由落体运动规律的实验探究过程。

（3）运用自由落体运动的规律解决简单问题。

二、学情分析1.学生在刚学完匀变速直线运动的规律后，急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，而对自由落体运动的研究，恰恰适应了学生的这一要求，在本节课的学习中，要让学生的认识有进一步的提高。

2.本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。

3.两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献,讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价,这样既可以培养学生热爱科学的思想,又可以活跃课堂气氛。

三、设计理念本节课从生活实践出发，结合学生在实际生活中的观察，初步了解自由落体运动，并通过对两位科学家对自由落体运动的研究，结合伽利略的理想实验，得出自由落体运动的特点。

接着，通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。

通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练，让学生初步接受自由落体运动的规律，最后，在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后，通过回扣课堂游戏，使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。

四、学习目标1. 知识与技能：(1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。

(2)理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

2.过程与方法：（1）通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力。

（2）利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。

3.情感态度价值观：（1）培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

互动式讲义PPT：1-5 自由落体运动[24页]

Δx0～t＝ xC－x1 ； Δxt～2t＝ x1－xC 。
t～2t，下降時間
0
t
2t
t
0～t，上升時間
－v0
基礎物理二A
15
鉛直上拋的函數圖（3）
以向上為正： a
0
t 2t
t
－g
a-t圖面積＝速度變化量：
Δv0～t＝ 0－v0＝－gt ； Δvt～2t＝－v0 － 0 ＝－gt 。
基礎物理二A
基礎物理二A
13
鉛直上拋的函數圖（1）
以向上為正：
x 切線斜率＝0，v＝0，最高點
xC
C
B
D
x2
C
B
D
H
x1 A
0
t
E
t 2t
V0
A
E
A點切線斜率＝ v0 、E點切線斜率＝－v0 。
基礎物理二A
14
鉛直上拋的函數圖（2）
以向上為正：
v v0＞0，斜率＝a＝－g
v0
最高點，v ＝0
v-t圖面積＝位移：
16
範例 1：自由落體（v0＝0）
在火災現場中，阿明等待消防隊員準備就緒後，立即自樓頂由靜止作自由落體運動落下，如右下圖，經 2 秒後抵達救生墊，設 g＝10 公尺∕ 秒2，且不計任何阻力，求： (1) 抵達救生墊時的速度。 (2) 此樓的高度。
基礎物理二A
17
範例 1：自由落體（v0＝0）
由題意，阿明作初速為 0 的自由落體，以向下為正，則： (1) v＝gt＝10×2＝20（公尺∕秒） (2) 樓高＝向下位移的量值：
S 1 gt2 1 10 22 20 (m) 22
大約6～7層樓高。

高一人教版物理必修1课件第二章5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究

知识点二自由落体运动规律的应用
1．自由落体运动的基本公式：
匀变速直线运动规律―特―例→ 自由落体运动规律
v＝v0＋at
x＝v0t＋12at2 ―va0＝―＝→g0
v＝gt h＝12gt2
v2－v20 ＝2ax
v2＝2gh
2．自由落体运动的中间一段过程的分析方法： (1)差值法：从物体开始下落开始研究，物体做自由落体运动，如求物体下落后第 4 s 内的位移，可以用自由落体前 4 s 的位移与前 3 s 的位移的差求得。 (2)初速法：如求物体下落后第 4 s 内的位移，可以先根据 v0＝gt1 求出第 4 s 内的初速度，再利用 h＝v0t2＋12 gt22 求出相应的位移。
(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。( × ) (2)物体在真空中一定做自由落体运动。( × ) (3)自由释放的物体只在重力作用下运动一定做自由落体运动。( √ ) (4)同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。( √ )
能力形成·合作探究
知识点一自由落体运动的条件及模型 1．自由落体运动的条件： (1)运动条件：初速度为零。 (2)受力条件：除重力外，不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化模型： (1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。 (2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。
3．(多选)对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是( ) A．苹果和树叶的运动都可以看成做自由落体运动 B．苹果可以近似地看成做自由落体运动，树叶不能看成做自由落体运动 C．假如地球上没有空气，则苹果和树叶将同时落地 D．苹果先落地是因为其下落B、C。从树上落下的苹果所受阻力相对重力很小，可看成做自由落体运动，而从树上落下的树叶所受阻力相对重力较大，不能看成做自由落体运动，同一位置重力加速度是相同的，A、D 错误，B 正确；假如地球上没有空气，则苹果和树叶不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，同时落地，C 正确。

人教版高一年级物理必修一第二节第五章《自由落体运动》教案

第二节第五章自由落体运动[教材分析]自由落体运动是一种常见的运动，本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。

通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。

为下一节介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。

[学情分析]学生前面已认识描述运动的基本物理量——位移、路程、速度、加速度，掌握了匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法如图象、公式等，以及测加速度、处理实验数据等方法。

[学习目标]1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

3、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。

5、初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。

[教学重点]1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。

2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。

[教学难点]理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

[教学过程]一、引入：教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）游戏师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？生：测量物体长度的！师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。

不信？我请几位同学上来试试。

找几名同学上来做这个实验。

可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。

师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。

自由落体运动

航空航天领域的应用
飞行器设计
在航空航天领域中，飞行器的设计需要充分考虑空气动力学和重力的影响。利用自由落体的原理，可以对飞行器的设计和性能进行优化，提高其稳定性和安全性。
航天器着陆
在航天器着陆过程中，可以利用自由落体的原理来控制航天器的姿态和速度。通过模拟自由落体的运动轨迹，可以优化航天器的着陆过程，确保其安全着陆。
自由落体运动
目录
• 自由落体运动的定义 • 自由落体的公式 • 自由落体的实例 • 自由落体的应用 • 自由落体的实验
01 自由落体运动的定义
自由落体的定义
01
自由落体是指一个物体仅受重力作用，自一定高度自由下落的运动。
02
在自由落体运动中，物体的加速度恒定，等于地球的重力加速度，约为9.8m/s²。
桥梁材料选择
在桥梁的承重设计中，可以利用自由落体的原理来选择合适的建筑材料。例如，为了满足桥梁的承载需求，需要选择具有较高强度和刚度的材料。
桥梁施工方法
在桥梁的施工过程中，可以利用自由落体的原理来选择合适的施工方法。例如，通过模拟自由落体的运动轨迹，可以优化施工方法的流程和工艺，提高施工效率和安全性。
04 自由落体的应用
建筑物的设计
01
建筑结构优化
自由落体运动原理在建筑设计中有着广泛的应用，例如高层建筑的抗风
设计和地震防护设计。通过模拟自由落体的运动轨迹，可以优化建筑物
的结构，提高其稳定性和安全性。
02
建筑空间布局
在建筑设计过程中，可以利用自由落体的原理来合理安排建筑物的空间
布局。例如，根据自由落体的规律，合理设置楼梯、电梯等垂直交通设
自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度恒定，方向竖直向下。

第二章 5 自由落体运动

5 自由落体运动[学习目标] 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体加速度的大小和方向。

2.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。

3.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。

一、自由落体运动1．定义：只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动。

2．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的影响很小而可以忽略的情况下，且下落高度不是很大。

二、伽利略对落体运动规律的探究 1．问题提出推翻亚里士多德的观点，找出落体运动具体遵循的规律。

2．提出猜想物体下落的过程是一个速度随时间均匀增大的过程，其速度与时间成正比，即v ∝t 。

基于v ∝t 的假设，得出x ∝t 2的推论。

3．实验验证让小球从阻力很小、倾角为α的斜槽上滚下，每一个由静止开始滚下的小球到每个相等的时间间隔末，运动的距离之比为1∶4∶9∶16……，证实了x ∝t 2，即v ∝t 。

4．合理外推当斜面的倾角逐渐加大直到90°，小球就成为落体运动，小球的运动仍应当满足下落距离与时间的平方成正比的关系。

三、自由落体运动的规律1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为零，加速度a 恒定的匀加速直线运动。

2．速度、位移与时间的关系式：v ＝at ，x ＝12at 2。

四、自由落体加速度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，也叫作重力加速度，通常用g 表示。

2．方向：竖直向下。

3．大小：(1)地球上不同的地方，g 的大小是不同的。

(2)一般计算中：可以取g ＝9.8 m/s 2或10 m/s 2。

1．判断下列说法的正误。

(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动。

( × ) (2)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。

( √ ) (3)自由落体加速度的方向垂直地面向下。

( × )(4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律。

自由落体运动说课课件

5自由落体运动
情感、态度与价值观
人教版《物理》必修
(1) 养成去伪存真的严谨的科学态度。 (2) 渗透物理科学研究方法的教育。 (3) 培养学生的团结合作精神和协作意识。
5自由落体运动
人教版《物理》必修
三、学情分析有利条件：学生能够比较熟练的运用匀变速直线运动规律，并会用打点计时器来研究匀变速直线运动，因此学生对本节内容的探究有足够的知识准备。
5自由落体运动
人教版《物理》必修
一、教材分析
教材的地位和作用
2、本节内容通过演示实验，学生探究实验，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动的规律有具体深入的认识。
5自由落体运动
教学的重、难点分析
重点
人教版《物理》必修
1、通过实验探究自由落体运动的规律。 2、理解自由落体运动的性质及自由落
【设计意图】：将学生头脑中已有的“重的物体下落快”的错误构想暴露出来。让学生自己动手操作，调动了学生课堂积极参与的热情，培养了学生的观察和思考能力。
5自由落体运动
人教版《物理》必修
（二）实验探究、答疑解惑
问题：如果没有空气阻力，物体下落情况会怎样呢？
牛顿管演示验证猜想：
把硬币和羽毛放在一个玻璃管的底部，将其倒竖起来，我们会看到什么？
若抽去管里的空气，然后在把它倒竖起来，我们又将看到什么?
5自由落体运动
人教版《物理》必修
（二）实验探究、答疑解惑
观察实验，得出结论：物体下落过程的运动情况与物体的轻重无关，没有空气阻力作用时，轻重不同的物体同时落地。说明影响物体下落快慢的因素就是——空气阻力。
阿波罗登月实验
阿波罗登月实验

人教版高中物理必修1 第二章第5节自由落体运动课件(共23张PPT)

1.9 5.8
9.6
13.4
17.3
mm
方法2：画v-t图像
思考1：如何求纸带上某点的瞬时速度？
若画出的v-t图像是一条过坐标原点的倾斜直线，则：
自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。
1.9 5.8
9.6
13.4
17.3
mm
方法3：用△x=常数（=aT2）
△x1=BC-AB=3.9mm △x2=CD-BC=3.8mm △x3=DE-CD =3.8mm △x4=EF-DE =3.9mm 结论：在误差允许范围内，△x1=△x2=△x3=△x4=常数，
t2 /104 s
O
20 40 60 80 100
猜想与验证频闪摄影
必修1 P45 5
北极：
g=9.832m/s2
随
纬
莫斯科：
度升
g=9.816m/s2
高
，重
北京：
力
g=9.801m/s2
加
速
度
增大。
赤道： g=9.780m/s2
匀变速直线运动
V=V0+agt
X=V0t+
1 2
gat
猜想1：自由落体运动中：S与t是否成正比？
②读取数据填入表格
A B C D EF
t /102 s 0 2 4 6 8 10
s / mm 0 1.9 7.7 17.3 30.7 48.0
说明：表格中的时间t和位移S均是从A点开始计算。
③数据处理：图象法探究规律
作自由落体运动的s-t图象，看看位移s随时间t的变化规律。（在坐标纸上做s-t图象）
50③ 作S自数/ m由据m落处体理运：动图的象s法-t2探图究象规，律看看位移s随时间t的变 40化规律。（在坐标纸上做s-t2图象）

五节自由落体运动

h 1 gt 2 2
V 2 2gh
自由落体运动的应用（一）
测高度
h
1 2
gt 2
比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.
例、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。
解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，g取 9.8m/s2
v=gt h = 1/2gt2 v²= 2gh
作业：1、课本第45页
第5题（不用抄写题目，但是要认真审题）
2、完成课本其他练习和导学案练习
a．方向总是竖直向下的。
b．大小：g=9.8m/s2 ，粗略计算可用g=10m/s2
c．g随纬度的增加而增大（赤道g最小，两极g最大) g随高度的增加而减小。
自由落体运动基本公式
匀变速直线运动
V=0 a=g x=h
自由落体运动
V V0 at V gt
x=V0t
1 2
at
2
V 2 V02 2ax
②重力加速度g(自由落体加速度)
的方向总是竖直向下的。
重力加速度g的大小呢？
观察下表，你从表格中发现了什么规律？你能解释这个规律吗？
地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度g值较小，两极g值较大。
（4）自由落体加速度
①在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同。这个加速度就叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g来表示。 ②重力加速度g(自由落体加速度)
所以 h 1 gt 2 1 9.8m / s2 (2s)2 19.6m
2
2
自由落体运动的应用（二）

自由落体运动

自由落体运动当我们站在高楼的顶端，对着下面的街景，我们或许会不自觉地想起牛顿神话中的自由落体运动。

自由落体运动指的是在地球引力下，任何物体竖直向下自由落下的运动。

这种运动的规律不仅被牛顿发现，也是万物重力运动的基础。

自由落体运动，顾名思义，物体只受到重力的作用。

拿一颗苹果落下为例，苹果在自由落体运动过程中只有一个速度，那就是加速度，而加速度的大小只跟物体的质量和自由落体加速度有关系。

自由落体加速度是一个常数，差不多是9.8米每秒的平方。

这也意味着，苹果每秒都会加速9.8米。

如果从100米高的大楼上面掉下来，那么苹果的速度在第四秒达到38.2米每秒，五秒时则会达到49米每秒，最后从20米每秒的速度变成0，坠落到地面上。

当然，不是所有的物体都能像苹果那样真实地进行自由落体运动。

在真实世界中，空气的阻力会影响物体的运动。

如果我们掉落一张平面纸和一张折叠成一个小球形的纸，前者会纵身而下，落得比较慢，并且在下落的过程中随风飘舞，后者则会加速落下，并且没有过多的弯曲。

这是因为折纸球有一个有利的重心状态，比平面纸承受更多的空气阻力，且粘附在一起的所有分子互相拉扯并增大阻力。

而对于真实的物体，更多的还是由于空气的阻力。

（当然，气体中密度的大小也是一个因素）由此可见，能够进行自由落体运动的物体，很大程度上由其特性本身，结构形状和组成物质决定。

自由落体运动的规律比较简单，但是在真实现代工业生产中，随着材料科学和化学技术的发展，生产物品的同时完全比实际物理规律更加那有趣而丰富的因素。

自由落体公式计算器

自由落体公式计算器（实用版）目录1.自由落体运动简介2.自由落体公式3.自由落体公式计算器的作用和应用4.使用自由落体公式计算器的注意事项5.结论正文1.自由落体运动简介自由落体运动是指在重力作用下，物体沿垂直方向自由下落的运动。

这种运动是日常生活中最常见的物理现象之一，例如扔铅球、苹果落地等。

自由落体运动仅受重力作用，初速度为零，是一种理想的物理模型。

2.自由落体公式自由落体运动的公式是由伽利略和牛顿提出的，其中最著名的公式是：h = 1/2gt，其中h表示下落的高度，g表示重力加速度，t表示下落的时间。

通过这个公式，我们可以计算物体在自由落体运动中所下落的高度和时间。

3.自由落体公式计算器的作用和应用自由落体公式计算器是一种方便的工具，可以帮助我们快速计算自由落体运动中的相关参数。

它的主要作用是：(1) 计算物体下落的高度：当我们知道物体下落的时间和重力加速度时，可以使用自由落体公式计算器计算物体下落的高度。

(2) 计算物体下落的时间：当我们知道物体下落的高度和重力加速度时，可以使用自由落体公式计算器计算物体下落的时间。

(3) 计算物体的速度和加速度：自由落体公式计算器还可以根据物体下落的高度和时间，计算物体在不同时刻的速度和加速度。

4.使用自由落体公式计算器的注意事项(1) 确保输入的参数正确：使用自由落体公式计算器时，需要确保输入的参数准确无误，例如重力加速度、下落时间和高度等。

(2) 选择合适的单位：在使用自由落体公式计算器时，需要确保所选单位与公式中的单位一致，以保证计算结果的准确性。

(3) 注意计算结果的精度：自由落体公式计算器计算出的结果可能会有一定的误差，因此在实际应用中需要根据实际情况选择合适的精度。

5.结论自由落体公式计算器是一种实用的工具，可以帮助我们快速计算自由落体运动中的相关参数。

在使用过程中，需要注意输入参数的准确性、单位的一致性以及计算结果的精度。

人教版高中物理必修1：5 自由落体运动(10)

(1)此屋檐离地面多少米？ (2)滴水的时间间隔是多少？
【解析】解法一利用基本规律求解．设屋檐离地面高为 h，滴水间隔为 T，由 h=gt2 得第 2 滴水的位移 h2=g(3T)2① 第 3 滴水的位移 h3＝21g(2T)2②
由题意知：h2－h3＝1 m③ 由①②③解得：T＝0.2 s，h＝3.2 m. 解法二用比例法求解． (1)初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间间隔内的位移之比为 x1∶x2∶x3∶……∶xn＝1∶3∶5∶……∶(2n－1) 由此可得相邻两水滴之间的间距从上到下依次为 x0、3x0、5x0、7x0 由图可知，窗高为 5x0，则 5x0＝1 m，所以 x0＝0.2 m．所以屋檐的高度为 h＝x0＋3x0＋5x0＋7x0＝16x0＝3.2 m. (2)由 h＝12gt2 得，滴水时间间隔为
【解析】同一地点不同物体下落的重力加速度 g 值相等，
g 值随纬度的增加而增加，即赤道处最小，南北两极处最大．
【答案】 AB
二、自由落体运动规律 1．三个基本公式速度公式：v＝gt 位移公式：h＝12gt2 位移与速度关系式：v2＝2gh 2．一个有用推论整个自由落体运动的平均速度 v 等于末速度 v 的一半，也等于中间时刻的瞬时速度 vt2.即 v ＝v2＝vt2.
二、自由落体运动规律 1．自由落体加速度 (1)定义：物体做自由落体运动时的加速度，也叫做自由落体加速度． (2)方向：竖直向下。 (3)大小：在地球表面其大小随纬度的增加而增大，通常情况下取 g ＝9.8 m/s2，有时也可以取 g＝ 10m/s2 . 2．运动规律 (1)速度公式 v＝ gt . (2)位移公式 h＝12gt2. (3)位移速度关系式 v2＝ 2gh .
4．自由落体加速度——重力加速度 (1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的． (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小．在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变．在一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s或g＝10 m/s2 (3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的.

新版人教版必修1 第5课自由落体运动 (共18张PPT)学习PPT

小结
1、物体下落的快慢与什么有关？
重的亚里士多德观点
物体越重，下落越快。
物
体快
伽利略的观点
物体下落快慢与质量无关，影响下落快慢的因素是空气阻力。
？
概念：只受重力力，从静止开始的运动
2、自由落体运动
初速度为零条件
只受重力
练习
1、关于自由落体运动说法正确的是（ D ） A、物体从静止下落的运动就叫自由落体运动
一自、由历落史体回运顾动、是实初验速探度究为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。
v v at v gt 31、、影概响念实：验物精体确仅程在度重的力因的素作有用哪下些，？从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
DB1自、、、由物无忽体落风略下时空体落，气运的树阻动快叶力慢的，与下树t什落叶么运和有动铁关属球0？于从自同由一落高体度运同动时
2）橡皮和纸团从同一高度下落现象：金属片快，羽毛慢
三、如何探究物体下落运动的规律呢？三、如何探究物体下落运动的规律呢？ a、与物体的形状、体积有关
实验结果：纸团、纸片（1）、打点计时器（本节课采用此法）
（1）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？现象：金属片快，羽毛慢自由落体运动 B、无风时，树叶的下落运动属于自由落体运动运动性质：初速度为零的匀加速运动自由落体运动 2 、自由落体运动条件：自由落体运动现象：金属片快，羽毛慢自由落体运动
3、影响实验精确程度的因素有哪些？
4、自由落体运动的规律
自由落体运动是初速度为零的匀加速直
线运动，所以，匀变速直线运动公式也适 D现、象忽：略金空属气片阻快力，，羽树毛叶慢和铁球从同一高度同时
自三、由如落何体探运究物动体下落运动的规律呢？

高中物理：自由落体运动规律的应用

一、如何理解自由落体运动1. 自由落体运动特点：初速度v0=0，加速度a=g竖直向下的匀加速直线运动.2. 自由落体运动的规律：初速度为零的匀加速直线运动的规律就是自由落体运动的规律，且a=g. 一般计算中取g=9.8m／s2，粗略计算中也可取.（1）三个基本公式：（2）三个特殊公式：①在连续相等的时间（T）内位移之差为一恒定值，即；②某段时间内中间时刻的瞬时速度；③某段位移中间位置的瞬时速度二、如何应用自由落体运动规律例、一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第一个小球恰好到达井底，则（1）相邻小球开始下落的时间间隔是多少？（2）此时第3个小球和第5个小球相距多远？（）解析：（1）设相邻小球下落的时间间隔为T，则第1个小球从井口落至井底的时间为t=10T，由题意知：；所以（2）计算小球间距，大致有六种方法解法一：（用自由落体位移公式求解）由第3个小球下落时间t3=8T、第5个小球下落时间t5=6T，根据自由落体运动公式直接得间距：解法二：（用平均速度求解）由第4个小球下落时间t4=7T得第4个小球的瞬时速度：因为做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，所以第3个至第5个小球在这段时间内的平均速度为；这段时间内两球相距解法三：（用位移推论公式求解）由第3个小球下落时间t3=8T，第5个小球下落时间t5=6T，得此时两球的瞬时速度分别为：和；根据匀加速直线运动的公式得：解法四：（用匀变速位移公式求解）由第5个小球下落时间t5=6T，得此时小球的瞬时速度为；根据匀加速直线运动的公式得：；得：解法五：（用匀变速推论公式求解）据匀变速直线运动规律的推论：，从第11个小球下落开始计时，经T、2T、3T……10T后它将依次达到第10个、第9个……第2个、第1个小球的位置，各个位置之间的位移之比为1：3：5：……：17：19，所以这时第3个小球和第5个小球相距解法六：（利用v－t图象求解）由于第3个小球下落时间8T时瞬时速度为；第5个小球下落时间6T时瞬时速度为：；可以认为是一个小球分别下落8T和6T时的瞬时速度，描绘v －t图象如图所示，故阴影面积就等于6T到8T时间内的位移。

2[1].5自由落体

难点：自由落体运动的加速度。
探究影响落体运动快慢因素实验1:
粉笔和纸片同时从同一高度下落,谁先着地?
实验2:
同样重量的纸团和纸片呢?
原因:
空气阻力对落体运动快慢有影响
探究一：用“牛顿管”探究自由落体运动
抽气后，就排除了空气阻力的影响实验3: 牛顿管实验现象: 在真空中同时落地。
结论: 在真空中下落快慢与物体的重量无关
【拓展提高】
例2、一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第1 s内的位移为它最后1 s内位移的一半，g取10 m/s2，则它开始下落时距地的高度为多少？
【变式训练2】屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴正好达到地面，而第3滴与第2滴分别位于高为1m 的窗户的上、下沿，如图所示。求：（1）此屋檐离地面多高？（2）滴水的时间间隔是多少？（g取10m/s2）
X=2Leabharlann 1 2 g at 21 2 gt 2
g V - V0 =2aX
V = 2gX
【当堂训练】
例1、把一条铁链自由下垂悬挂在墙上，放开后让铁链作自由落体运动，已知铁链通过悬点下3.2米处的一点历时0.5秒，则铁链的长度为多少米？取g=10m/s2。
【变式训练1】长为5m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m，若这个隧道长也为5m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为多少？
结论：重力加速度随纬度增加而增大
北极： g=9.832m/s2
随纬度升高，重力加速度增大。
莫斯科： g=9.816m/s2 北京： g=9.801m/s2
赤道： g=9.780m/s2
二、自由落体运动规律

1-5自由落体运动

必修教材1第二章第5课时教案：自由落体运动

人教版高中物理必修1第二章第5节自由落体运动

高中物理必修1人教版精品课件第二章自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

人教版高一物理必修1 第二章第5节《自由落体运动》课程教学设计

互动式讲义PPT：1-5 自由落体运动[24页]

高一人教版物理必修1课件第二章5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究

人教版高一年级物理必修一第二节第五章《自由落体运动》教案

自由落体运动

第二章 5 自由落体运动

自由落体运动说课课件

人教版高中物理必修1 第二章第5节 自由落体运动 课件(共23张PPT)

五节自由落体运动

自由落体运动

自由落体公式计算器

人教版高中物理必修1：5 自由落体运动(10)

新版人教版必修1 第5课 自由落体运动 (共18张PPT)学习PPT

高中物理：自由落体运动规律的应用

2[1].5自由落体

人教版高中物理必修1 第二章第5节自由落体运动课件(共23张PPT)

新版人教版必修1 第5课自由落体运动 (共18张PPT)学习PPT