自由落体运动 PPT课件
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自由落体运动ppt课件
高中物理必修第一册
第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 自由落体运动
古人对落体的认识
物体下落的快慢跟 它的轻重有关，重的物 体下落得快，轻的物体 下落得慢
亚里士多德（Aristotle，公元前384～前322），古希腊人， 世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希 腊哲学的集大成者
当代人对落体的认识
一、逻辑的力量
假设：重的物体下落得快
下落慢
下落快
不太快也不太慢
应更快！
一、逻辑的力量
根据同样的假设，得出了相互矛盾的结论——悖论 假设错误
重的物体与轻的物体应该下落得同样快
比萨斜塔实验：美丽的传说！
伽利略（Galileo Galilei，1564－1642），意大利物理学家、数 学家、天文学家及哲学家，被誉为“现代物理学之父”。
美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释 放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面，有力定义: 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫 做自由落体运动 2、条件:只受重力，且初速度为零(v0=0) 猜想 自由落体运动是什么性质的运动？
可能是匀加速直线运动吗？
请提出你的猜想并设计实验验证方案！
有哪些研究自由落体运动的方法呢？
打点计时器
光电门
频闪照片
例：分析频闪照片 频闪周期T=0.04s，标尺单位是cm
问1：是否是匀加速直线运动的判断依据？
x1
x2
x3
x4
x5
0.8
2.4
3.9
5.4
7.1
Δx=x2-x1=x3-x2=……恒定，故自由落体
运动为匀加速直线运动
利用这种方法，能否把下面刻度尺的 长度刻度，直接标注为时间刻度，使它变 为“人的反应时间测量尺”？
第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 自由落体运动
古人对落体的认识
物体下落的快慢跟 它的轻重有关，重的物 体下落得快，轻的物体 下落得慢
亚里士多德（Aristotle，公元前384～前322），古希腊人， 世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希 腊哲学的集大成者
当代人对落体的认识
一、逻辑的力量
假设：重的物体下落得快
下落慢
下落快
不太快也不太慢
应更快！
一、逻辑的力量
根据同样的假设，得出了相互矛盾的结论——悖论 假设错误
重的物体与轻的物体应该下落得同样快
比萨斜塔实验：美丽的传说！
伽利略（Galileo Galilei，1564－1642），意大利物理学家、数 学家、天文学家及哲学家，被誉为“现代物理学之父”。
美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释 放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面，有力定义: 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫 做自由落体运动 2、条件:只受重力，且初速度为零(v0=0) 猜想 自由落体运动是什么性质的运动？
可能是匀加速直线运动吗？
请提出你的猜想并设计实验验证方案！
有哪些研究自由落体运动的方法呢？
打点计时器
光电门
频闪照片
例：分析频闪照片 频闪周期T=0.04s，标尺单位是cm
问1：是否是匀加速直线运动的判断依据？
x1
x2
x3
x4
x5
0.8
2.4
3.9
5.4
7.1
Δx=x2-x1=x3-x2=……恒定，故自由落体
运动为匀加速直线运动
利用这种方法，能否把下面刻度尺的 长度刻度，直接标注为时间刻度，使它变 为“人的反应时间测量尺”？
自由落体运动ppt课件(PPT演示)
解析自由落体运动的加速度： 在地球表面附近，自由落体 运动的加速度约为9.8m/s²， 这是一个恒定的值，不随物 体质量、形状等因素改变。
解析自由落体运动的时间、 速度和位移计算：时间可以 通过公式t=√(2h/g)计算，其 中h为下落高度，g为重力加 速度；速度可以通过公式 v=gt计算，其中t为下落时间； 位移可以通过公式h=1/2gt² 计算，其中t为下落时间，g 为重力加速度。
更精确的测量技术
随着科技的发展，未来有望出现更精确的测量技术，以进一步提高自 由落体运动的实验精度。
更深入的理论研究
当前对自由落体运动的理论研究仍有一定的局限性，未来有望通过更 深入的研究，揭示更多自由落体运动的规律和性质。
更广泛的应用领域
随着对自由落体运动认识的加深，其应用领域也将进一步拓宽，有望 在更多领域发挥重要作用。
4. 打点计时器在纸带 上打下一系列点迹；
实验器材与步骤
6. 选取一条点迹清晰的纸带，用刻度 尺测量各点迹间的距离；
7. 根据测量数据计算重力加速度的值。
实验数据分析与结论
数据分析
根据测量得到的位移和时间数据，可以 绘制出位移-时间图像或速度-时间图像， 进一步处理数据可以得到重力加速度的 值。通过对比不同纸带上的数据，可以 分析实验结果的稳定性和可靠性。
05 自由落体运动的常见问题 与解析
自由落体运动中的常见问题
01
02
03
04
什么是自由落体运动？
自由落体运动的加速度 是多少？
自由落体运动的时间、 速度和位移如何计算？
哪些因素会影响自由落 体运动？
问题解析与答案
解析什么是自由落体运动： 自由落体运动是指物体在仅 受重力作用下从静止开始下 落的运动。
自由落体运动课件ppt
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.
练习：p45-4
测反应 时间
h
1 2
到做 出反应所需的时间叫反应时间
[课后小实验]测定自己的反应时间。取木尺一把，
让一位同学用两个手指捏住木尺顶端，另一同学拳起 一只手的手指，在木尺下部，作握住木尺的准备，但 手的任何部位都不要碰到木尺。当看到那位同学放手 时，另一同学立即握住木尺，测出木尺降落的高度h， 根据自由落体运动的知识，就可以算出反应时间。
(3)g随纬度的增加而增大，随高度的增加而减小； (4) 重力加速度g的方向总是竖直向下的。
⑴自由落体运动是 v。=0，a=g的匀变速直线运动
v gt
H
1 2
gt 2
⑵自由落体运动的v-t图像
v2 2gh
规律
v
v 2
gt 2
vt
2
vx
2
v 2
x gt 2
g tan
作业：p45页1、2、3、5
h 1 gt 2 2
t 2h g
测速度 例题：从六层楼上自由落下一个果壳，已知每 层楼高3米， 求果壳落到地面的速度？若一辆 汽车的速度为60km/h，则果壳和汽车的速度 那个大？这样的果壳对楼下的行人有无危害？
解：六层楼距地面实际高度应该为： h=5×3m=15
根m据自由落体运动规律 v2 2gh
⑵只受重力（若受到空气阻力，当f空 «G的情况，当作
自由落体运动）所以自由落体运动是一种理想运动。
研究自由落体运动规律
问题：对于自由落体运动，我们 有哪些方法来获得（测量到）它 的运动信息？
方法一：利用打点计时器纸带法。 方法二：频闪照相法 。
自由落体运动ppt课件
4.同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同 学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线 位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即 用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，重力加速
2x
度为g，则乙同学的反应时间为____g __。(用x、g表示) 基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为 0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为_8_0_ cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间 隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在 直尺上对应的长度是_不__相__等__(选填“相等”或“不相等”)的。
目标一：自 由落体运动
特点：只受重力，初速度为0
自
目标二：伽利
1.设计 2.实验器材 3.操作要点
由 落
略对落体运动 规律探究
减少空气阻力的影响 4.实验结论：自由落体运动是匀加速直线运动
体
运
目标三：自由 大小： 9.8m/s 方向：竖直向下
动
落体加速度
目标四：自由落体 运动规律的应用
公式 vt=gt h= 12gt2 vt2=2gh 反应时间测量尺
随 纬 度 升 高 ， 纬度大g大，两极g最大 重 力 加 速 度 增 大
辨析
(1)自由落体加速度与纬度和高度有关。( √ ) (2)自由落体加速度的方向竖直向下。( √ ) (3)在地面附近，两极处的重力加速度小于赤道处的重力加速度。
( ×) (4)同一地点，重的物体重力加速度大。( × )
练习
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
x x x 1
2
2 2
2024版自由落体运动ppt课件完整版x
利用牛顿第二定律，还可以分析 自由落体运动中的能量转化问题， 例如重力势能转化为动能的过程。
27
地球重力场分布及影响因素
地球重力场分布受地球形状、内部物质 分布和地球自转等因素的影响。
重力加速度随纬度和海拔的变化而变化， 地球重力场的异常分布会对自由落体运
一般来说，纬度越高、海拔越低的地方 动产生影响，例如在地形起伏较大的地
三角测量法
利用三角函数和已知距离、 角度等信息，计算建筑物 高度。
17
分析物体落地时间和速度
落地时间分析
根据自由落体公式，分析物体落 地时间与初速度、下落高度等因
素的关系。
2024/1/28
落地速度分析
利用动能定理或机械能守恒定律， 分析物体落地时的速度与初速度、 下落高度等因素的关系。
安全防护考虑
2024/1/28
随着时间的增加，速度线性增大。
8
位移与时间关系
位移s与时间t的关系为s=1/2gt^2。
2024/1/28
位移与时间的平方成正比，表明自由落体运动的物体下落速度逐渐加快。
通过测量不同时间间隔内的位移，可以验证自由落体运动的位移时间关 系。
9
速度与位移关系
速度v与位移s的关系为v^2=2gs。
2024/1/28
5
自由落体运动条件
物体只受重力的作用， 不受其他任何外力的 作用。
下落过程中，空气阻 力可以忽略不计。
2024/1/28
物体从静止开始下落， 即初速度为零。
6
02
自由落体运动规律
2024/1/28
7
速度与时间关系
自由落体运动初速度为0，加速度为重力加速度g。
速度v与时间t的关系为v=gt。
自由落体运动ppt课件
运动距离
根据物体质量、重力加速度和运动时 间计算得出，约为19.6米
04
CATALOGUE
自由落体运动的实验和观察
自由落体运动的实验装置
铁架台
用于固定实验装置，确保实验过程中装置稳 定。
纸带
用于承载物体下落过程中的位移，通过打点 计时器可在纸带上留下点迹。
电磁打点计时器
用于测量物体下落的时间，精确到0.001秒 。
投篮时，篮球从静止开始下落，受到重力和空气阻力的作用，下落速度逐渐加快，当达到最高点时速 度为0，随后篮球自由下落，进入篮筐。
力学分析
在投篮过程中，篮球受到重力和空气阻力的作用，重力方向竖直向下，空气阻力方向与运动方向相反 ，因此篮球所受合力为重力减去空气阻力。随着篮球下落高度的增加，空气阻力逐渐减小，合力的方 向逐渐偏离竖直向下，导致篮球的运动轨迹逐渐偏离垂直方向。
体下落的时间。
该公式可以用来计算自由落体运 动的下落高度和时间。
03
CATALOGUE
自由落体运动的计算和实例
自由落体运动的计算
01
初始速度
物体的起始速度
02
重力加速度
地球对物体的引力作用，约为 9.8m/s²
03
运动时间
物体下落的时间
04
运动距离
物体下落的距离
自由落体运动实例一：苹果落地
初始速度
自由落体运动受到的重力 加速度是恒定的，约为 9.8m/s²。
方向竖直向下
自由落体运动的方向始终 竖直向下，即与重力方向 一致。
自由落体运动的公式
高度（h）= 二分之一 × 加速度 （g） × 时间（t）²
其中，高度（h）表示物体下落 的高度，加速度（g）为重力加 速度约9.8m/s²，时间（t）为物
自由落体运动ppt课件
x 1 gt 2 2
vt 2 2gx
vv 2
自由落体运动的规律
伽利略对自由落体运动的研究
自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。
猜 速度应该是均匀变化的 想
——伽利略
与
假
随时间均匀变化？
说
随位移均匀变化？
伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
方 突破：间接验证
案
设
若v0=0，v∝t
2
2
h′＝45－20＝25m
课堂训练
3.（多选）关于重力加速度的下列说法中正确的是（ BCD）
A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8m/s2 B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大 C．在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
重力加速度方向竖直向下
大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 两极 g偏大，赤道g偏小
自由落体运动的规律
匀变速直线运动
速度公式 位移公式 位移速度公式 平均速度公式
vt v0 at
x
v0t
1 2
at 2
vt 2 v02 2ax
v v0 v 2
自由落体运动
vt gt
感谢聆听！
【注意事项】
①打点计时器安装时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小 摩擦阻力. ②应选用质量和密度较大的重物，可使阻力的影响相对减小. ③应先接通电源，待打点计时器正常工作后，再松开纸带让 重物下落. ④手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰. ⑤多打几条纸带，选取所打点迹清晰、成一条直线的纸带进 行研究.
vt 2 2gx
vv 2
自由落体运动的规律
伽利略对自由落体运动的研究
自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。
猜 速度应该是均匀变化的 想
——伽利略
与
假
随时间均匀变化？
说
随位移均匀变化？
伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
方 突破：间接验证
案
设
若v0=0，v∝t
2
2
h′＝45－20＝25m
课堂训练
3.（多选）关于重力加速度的下列说法中正确的是（ BCD）
A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8m/s2 B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大 C．在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
重力加速度方向竖直向下
大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 两极 g偏大，赤道g偏小
自由落体运动的规律
匀变速直线运动
速度公式 位移公式 位移速度公式 平均速度公式
vt v0 at
x
v0t
1 2
at 2
vt 2 v02 2ax
v v0 v 2
自由落体运动
vt gt
感谢聆听！
【注意事项】
①打点计时器安装时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小 摩擦阻力. ②应选用质量和密度较大的重物，可使阻力的影响相对减小. ③应先接通电源，待打点计时器正常工作后，再松开纸带让 重物下落. ④手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰. ⑤多打几条纸带，选取所打点迹清晰、成一条直线的纸带进 行研究.
自由落体运动ppt课件图文
的重要性。
思考自由落体与其他物理概念之 间的关系，如速度、加速度等。
对未来学习和探索的建议
深入学习自由落体的 相关理论，如相对论 中的等效原理等。
结合其他物理概念和 理论，深入研究和理 解自由落体的本质的应用， 如建筑、航空航天等 领域。
WENKU DESIGN
通过实验数据，可以计算出铁球的质 量和重力加速度的值。
在实验过程中，可以观察到铁球下落 的加速度始终为重力加速度。
通过实验结果和观察，可以验证自由 落体运动的规律和特点。
PART 05
自由落体的应用
日常生活中的应用
建筑工地坠物安全
建筑工地上，工人需时刻 注意高空坠物，确保安全 施工。
跳伞运动
跳伞运动员在跳伞过程中， 需计算合适的开伞高度， 确保安全着陆。
用于测量铁球下落的距 离。
实验步骤
01
02
03
04
将真空管固定在实验台 上，确保其稳定。
将铁球置于真空管顶部， 确保其自由下落。
使用计时器开始计时， 当铁球落到管底时，停 止计时。
使用尺子测量铁球下落 的距离，并记录数据。
实验结果和观察
在真空管中，铁球下落的时间与距离 成正比，符合自由落体运动规律。
位移公式
$s = frac{1}{2}gt^2$， 其中$s$是下落位移，$g$ 是地球重力加速度，$t$ 是下落时间。
PART 03
自由落体的影响因素
重力加速度
重力加速度是影响自由落体运动的重 要因素之一，它决定了物体下落的加 速度。在地球上，重力加速度约为 9.8m/s^2，方向竖直向下。
重力加速度随着纬度的增加而增大， 赤道处最小，两极处最大。此外，重 力加速度还会受到地球自转、地形和 地心距离等因素的影响。
思考自由落体与其他物理概念之 间的关系，如速度、加速度等。
对未来学习和探索的建议
深入学习自由落体的 相关理论，如相对论 中的等效原理等。
结合其他物理概念和 理论，深入研究和理 解自由落体的本质的应用， 如建筑、航空航天等 领域。
WENKU DESIGN
通过实验数据，可以计算出铁球的质 量和重力加速度的值。
在实验过程中，可以观察到铁球下落 的加速度始终为重力加速度。
通过实验结果和观察，可以验证自由 落体运动的规律和特点。
PART 05
自由落体的应用
日常生活中的应用
建筑工地坠物安全
建筑工地上，工人需时刻 注意高空坠物，确保安全 施工。
跳伞运动
跳伞运动员在跳伞过程中， 需计算合适的开伞高度， 确保安全着陆。
用于测量铁球下落的距 离。
实验步骤
01
02
03
04
将真空管固定在实验台 上，确保其稳定。
将铁球置于真空管顶部， 确保其自由下落。
使用计时器开始计时， 当铁球落到管底时，停 止计时。
使用尺子测量铁球下落 的距离，并记录数据。
实验结果和观察
在真空管中，铁球下落的时间与距离 成正比，符合自由落体运动规律。
位移公式
$s = frac{1}{2}gt^2$， 其中$s$是下落位移，$g$ 是地球重力加速度，$t$ 是下落时间。
PART 03
自由落体的影响因素
重力加速度
重力加速度是影响自由落体运动的重 要因素之一，它决定了物体下落的加 速度。在地球上，重力加速度约为 9.8m/s^2，方向竖直向下。
重力加速度随着纬度的增加而增大， 赤道处最小，两极处最大。此外，重 力加速度还会受到地球自转、地形和 地心距离等因素的影响。
自由落体运动完整ppt课件
速度公式
v=gt，其中v是末速度，g是重力加速 度，t是时间。
含义
自由落体运动的速度与时间成正比，即 随着时间的增加，速度不断增大。
自由落体运动的位移与时间关系
位移公式
h=1/2gt²，其中h是下落高度，g是 重力加速度，t是时间。
含义
自由落体运动的位移与时间的平方成 正比，即随着时间的增加，位移不断 增大。同时，从同一高度落下的物体， 无论质量大小，它们下落的时间都相 同。
自由落体运动的研究前景展望
深入研究自由落体运动的微观机制
随着物理学理论的不断发展，未来可以进一步深入研究自由落体运动的微观机制，探索其更 深层次的物理规律。
拓展自由落体运动的应用领域
自由落体运动在实际生活中有广泛的应用，未来可以进一步拓展其应用领域，例如在航空航 天、地质勘探等领域的应用。
跨学科研究自由落体运动
在体育运动中，自由落体运动被广泛应用于 计算运动员的跳跃高度和远度等成绩，为比 赛和训练提供准确数据。
05
自由落体运动的拓展与延伸
竖直上抛运动与自由落体运动的对比
01
02
03
04
运动轨迹
竖直上抛运动是直线运动，自 由落体运动也是直线运动，但
方向相反。
初速度
竖直上抛运动有向上的初速度， 自由落体运动的初速度为零。
通过绘制v-t图像或利用逐差法等方法，分析自由落体运动的规律，并求出重力加速度g的值。
实验结论与误差分析
实验结论
通过实验数据分析和处理，可以得出自由落体运动的规律，即初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动。同时，还可以求出重力加速度g的值。
误差分析
实验中可能存在的误差来源包括打点计时器的误差、纸带与打点计时器之间的摩擦、测 量误差等。为了减小误差，可以采取多次测量取平均值、选用精度更高的测量工具等方
v=gt，其中v是末速度，g是重力加速 度，t是时间。
含义
自由落体运动的速度与时间成正比，即 随着时间的增加，速度不断增大。
自由落体运动的位移与时间关系
位移公式
h=1/2gt²，其中h是下落高度，g是 重力加速度，t是时间。
含义
自由落体运动的位移与时间的平方成 正比，即随着时间的增加，位移不断 增大。同时，从同一高度落下的物体， 无论质量大小，它们下落的时间都相 同。
自由落体运动的研究前景展望
深入研究自由落体运动的微观机制
随着物理学理论的不断发展，未来可以进一步深入研究自由落体运动的微观机制，探索其更 深层次的物理规律。
拓展自由落体运动的应用领域
自由落体运动在实际生活中有广泛的应用，未来可以进一步拓展其应用领域，例如在航空航 天、地质勘探等领域的应用。
跨学科研究自由落体运动
在体育运动中，自由落体运动被广泛应用于 计算运动员的跳跃高度和远度等成绩，为比 赛和训练提供准确数据。
05
自由落体运动的拓展与延伸
竖直上抛运动与自由落体运动的对比
01
02
03
04
运动轨迹
竖直上抛运动是直线运动，自 由落体运动也是直线运动，但
方向相反。
初速度
竖直上抛运动有向上的初速度， 自由落体运动的初速度为零。
通过绘制v-t图像或利用逐差法等方法，分析自由落体运动的规律，并求出重力加速度g的值。
实验结论与误差分析
实验结论
通过实验数据分析和处理，可以得出自由落体运动的规律，即初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动。同时，还可以求出重力加速度g的值。
误差分析
实验中可能存在的误差来源包括打点计时器的误差、纸带与打点计时器之间的摩擦、测 量误差等。为了减小误差，可以采取多次测量取平均值、选用精度更高的测量工具等方
必修一课件25自由落体运动共17张PPT
3. 数据处理误差
在计算过程中可能存在舍入误差、计算误 差等。
实验注意事项和改进措施
实验注意事项 1. 确保实验装置稳定可靠，避免意外情况发生。
2. 在无风或微风条件下进行实验，以减小空气阻力的影响。
实验注意事项和改进措施
• 选择密度大、体积小的物体进行实验，以减小空气阻力的 影响。
实验注意事项和改进措施
• 解析：根据竖直上抛运动的对称性，可知物体在上升和下落过程中经过的时间 相等，均为t/2。因此，物体在这段时间内的平均速度大小为0（因为位移为0 ），平均速率为v0（因为路程等于初速度乘以时间）。
• 例题2：一物体从某一高度自由落下，经过时间t后落地，则物体在下落过程中 的平均速度大小和平均速率分别是多少？
位移比例关系
在自由落体运动中，物体从静止开始下落，在连续相等的时间间隔内，其位移之 比为1:3:5:7...。
应用
利用位移比例关系，可以通过测量物体在连续相等时间间隔内的位移来验证自由 落体运动的规律。
自由落体运动图像分析
v-t图像
自由落体运动的v-t图像是 一条过原点的直线，斜率
表示重力加速度g。
利用自由落体公式
通过测量物体下落的高度，结合自由落体公式 h = 1/2 * g * t^2，可以估算出物体落地的时间。
3
考虑物体形状和质量
不同形状和质量的物体受到的空气阻力不同，因 此在实际应用中需要考虑这些因素对物体落地时 间的影响。
分析雨滴下落过程
雨滴形状和大小
01
不同形状和大小的雨滴受到的空气阻力不同，因此下落速度也
关系
在自由落体运动中，物体的速度随时间均 匀增加，加速度保持不变。
02
自由落体运动规律探究
在计算过程中可能存在舍入误差、计算误 差等。
实验注意事项和改进措施
实验注意事项 1. 确保实验装置稳定可靠，避免意外情况发生。
2. 在无风或微风条件下进行实验，以减小空气阻力的影响。
实验注意事项和改进措施
• 选择密度大、体积小的物体进行实验，以减小空气阻力的 影响。
实验注意事项和改进措施
• 解析：根据竖直上抛运动的对称性，可知物体在上升和下落过程中经过的时间 相等，均为t/2。因此，物体在这段时间内的平均速度大小为0（因为位移为0 ），平均速率为v0（因为路程等于初速度乘以时间）。
• 例题2：一物体从某一高度自由落下，经过时间t后落地，则物体在下落过程中 的平均速度大小和平均速率分别是多少？
位移比例关系
在自由落体运动中，物体从静止开始下落，在连续相等的时间间隔内，其位移之 比为1:3:5:7...。
应用
利用位移比例关系，可以通过测量物体在连续相等时间间隔内的位移来验证自由 落体运动的规律。
自由落体运动图像分析
v-t图像
自由落体运动的v-t图像是 一条过原点的直线，斜率
表示重力加速度g。
利用自由落体公式
通过测量物体下落的高度，结合自由落体公式 h = 1/2 * g * t^2，可以估算出物体落地的时间。
3
考虑物体形状和质量
不同形状和质量的物体受到的空气阻力不同，因 此在实际应用中需要考虑这些因素对物体落地时 间的影响。
分析雨滴下落过程
雨滴形状和大小
01
不同形状和大小的雨滴受到的空气阻力不同，因此下落速度也
关系
在自由落体运动中，物体的速度随时间均 匀增加，加速度保持不变。
02
自由落体运动规律探究
2.4自由落体运动 课件(33张PPT)
想一想
如果没有空气阻力的影响，轻重不同 的物体下落的快慢会是什么情况呢？
——如果没有空气阻力的影响，所有 物体下落的快慢是相同的。
自由落体运动： 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
自由落体运动的条件：只受重力、初速度为 0
理想化物理模型
近似条件：空气阻力影响很小时，物体的下落 也可近似看作自由落体运动。
1.78
2.17
2.62
2.95
3.29
/
实验：研究自由落体运动的规律
a1=9.70 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a2=9.67 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a3 = 9.66 m/s2
实验：研究自由落体运动的规律
a1=9.70 m/s2 a2=9.67 m/s2 a3=9.66 m/s2
1.46
1.85
2.32
2.62
2.98
3.42
/
纸带2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t /s
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
0.24
0.28
0.32
x /cm
0.00
2.17
5.82
11.04 17.80 26.15 36.18 47.66 60.52
Δx /cm
2.17
3.65
5.22
6.76
8.35
0.00
2.49
6.50
12.05 19.15 27.82 38.31 50.11 63.25
Δx /cm
2.49
4.01
自由落体运动ppt课件
自由落体运动是匀加速直线 运动。
例题
从离地500米的空中自由落下一个小球，取 g=10m/s2，求：（1）经过多少时间落到地面？ （2）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、 最后1s内的位移；（3）落下一半时间的位移。
一个物体从H高处自由落下，经过最后196m 所用的时间是4s，求物体下落H高所用的总 时间T和高度H是多少？取g=9.8m/s2,空气阻 力不计。
自由落体运动
共同特点？ 都是从静止往下落
从静止往下落的运动，有的轻有的重，轻重不同的物体， 他们下落的快慢一样吗？
橡皮比纸片 下落得快
重的物体下 落得快？
亚里士多德：重的物体下落得 快，轻的物体下落得慢。
科不科学？
纸团下落得和橡皮一样快 为什么？
空气阻力
要验证物体下落快慢和空气阻力有关，要制 造什么环境？
只要物体通过的位移和所用时间的平方成正比，就说 明加速度是一个常数，也就可以判定这个物体是做匀 变速直线运动。
该怎么样让物体的运动慢下来呢？
让小球从阻力很小的斜面的不同位置无初速度下落。 小球在斜面上运动的加速度比它在竖直下落的加速 度小得多，所以时间比较容易测量。
保持斜面的倾角不变，让小球从 斜面的不同位置自由滚下，观测 到小球多次从不同起点滚动的
每隔0.04秒闪光一次
时间/s 0.04 0.08 0.12 0.16
位置/cm 0.8 3.2 7.1 12.5
速度/（m/s)
0.40 0.79 1.16 1.56
斜率不变
加速度不变
做匀加速直线运动 初速度为0
自由落体运动是初速 度为0的匀加速直线 运动
a vt v0 1.5 0.5 9.8m / s2 t 0.150 0.048
例题
从离地500米的空中自由落下一个小球，取 g=10m/s2，求：（1）经过多少时间落到地面？ （2）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、 最后1s内的位移；（3）落下一半时间的位移。
一个物体从H高处自由落下，经过最后196m 所用的时间是4s，求物体下落H高所用的总 时间T和高度H是多少？取g=9.8m/s2,空气阻 力不计。
自由落体运动
共同特点？ 都是从静止往下落
从静止往下落的运动，有的轻有的重，轻重不同的物体， 他们下落的快慢一样吗？
橡皮比纸片 下落得快
重的物体下 落得快？
亚里士多德：重的物体下落得 快，轻的物体下落得慢。
科不科学？
纸团下落得和橡皮一样快 为什么？
空气阻力
要验证物体下落快慢和空气阻力有关，要制 造什么环境？
只要物体通过的位移和所用时间的平方成正比，就说 明加速度是一个常数，也就可以判定这个物体是做匀 变速直线运动。
该怎么样让物体的运动慢下来呢？
让小球从阻力很小的斜面的不同位置无初速度下落。 小球在斜面上运动的加速度比它在竖直下落的加速 度小得多，所以时间比较容易测量。
保持斜面的倾角不变，让小球从 斜面的不同位置自由滚下，观测 到小球多次从不同起点滚动的
每隔0.04秒闪光一次
时间/s 0.04 0.08 0.12 0.16
位置/cm 0.8 3.2 7.1 12.5
速度/（m/s)
0.40 0.79 1.16 1.56
斜率不变
加速度不变
做匀加速直线运动 初速度为0
自由落体运动是初速 度为0的匀加速直线 运动
a vt v0 1.5 0.5 9.8m / s2 t 0.150 0.048
自由落体运动ppt课件完整版
数据采集、处理和分析方法
01
数据采集
记录小球从不同高度下落时通过两个光电门的时间，以及当时的温度、
气压等环境参数。
02 03
数据处理
根据自由落体运动的基本公式，计算出小球在不同高度下落的加速度， 并求出重力加速度的平均值。同时，根据实验数据绘制出小球下落高度 与时间的关系曲线。
数据分析
通过对实验数据的分析，可以验证自由落体运动的规律以及重力加速度 的存在和大小。同时，还可以通过比较不同高度下落的加速度值，探究 重力加速度与高度的关系。
01
02
03
初速度为0
只受重力的作用
04
05
加速度恒定，等于重力加速 度g
自由落体加速度
定义
自由落体加速度是指物体在自由 落体运动中，单位时间内速度的
变化量。
公式
a = g，其中g为重力加速度，一般 取9.8m/s²（或10m/s²）。
方向
自由落体加速度的方向始终竖直向 下。
初始速度与位移
01
02
通过隔震支座等装置，延长建筑物自振周期，减 小地震时建筑物的加速度反应，从而降低地震对 建筑物的破坏程度。
桥梁设计中的动力学分析
运用自由落体运动原理，分析桥梁在车辆荷载、 风荷载等作用下的动力响应，确保桥梁的安全性 和稳定性。
体育竞技项目分析
跳高、跳远项目
分析运动员起跳后的自由落体运 动过程，研究如何提高运动员的
06
自由落体运动相关拓展 知识
伽利略对自由落体研究贡献
推翻亚里士多德理论
01
伽利略通过斜面实验和逻辑推理，成功推翻了亚里士多德关于
物体下落速度与重量成正比的理论。
提出自由落体概念
高中物理必修1《自由落体运动》(共24张)PPT课件
.
21
自由落体运动的实际应用（二）
做一做
.
22
.
23
小结
一. 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
二.自由落体运动的规律
1.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2. 自由落体运动的加速度 a=g
3.自由落体运动运动规律—公式
1) 位移 公式
x
v0t
1 at 2 2
2) 速度 公式 vt v0 at
空气阻力有关！
.
4
那么无空气的条件下，会怎样呢？
阅读教材：演示实验
真空管试验
没有空气时，物体下落时只受重力作用， 下落的一样快
.
5
.
6
.
7
一、自由落体运动
• 定义： 物体只在重力作用下从静止开
始下落的运动 （在有空气的空间
里，如物体重力远远大于所受空气 阻力，此阻力可忽略不计，则物体 下落的运动也可看作自由落体运动）
vt2v02 2ax
v v0 v 2
vt2 2gx
v v 2
.
18
练习:
1.以下对自由落体运动的说法中正确的是(B D)
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,加速度保持不变; C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大; D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量.
地点
赤道 广州 武汉 上海 东京 北京 纽约 莫斯科 北极
纬度
0° 23°06' 30°33' 31°12' 35°43' 39°56' 40°40' 55°45'
90. °
自由落体运动ppt课件
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。
问题三：真空时，轻重不同的物体下落一样快吗？ 演示实验2：把大小相同的，轻重不同的两个小球分别同时放入一下环 境中，观察下落情况。
真空
结论：在真空环境，轻重不同的物体下落一样快
逻辑推理
问题三：真空时，轻重不同的物体下落一样快吗？ 演示实验3：轻重不同的物体下落快慢的研究 结论：轻的物体和重的物体下落得同样快。
②符号：通常用g表示。 ③方向：竖直向下。
④大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。
问题二：轻重绑在一起是快了还是慢了？ 伽利略的疑惑
v=4m/s
比大石头更重
v=8m/s
4<v<8
重的被“拖累”变慢了。
v>8m/s
合在一起更重应该更快。
说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。
ห้องสมุดไป่ตู้
一、自由落体运动
亚里士多德认 为：重的物体 下落得快。
伽利略认为：在没有 阻力的情况下，轻重 物体下落一样快。
回顾实验
石 头
树 叶
在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻 力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。如果空气 阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。
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？
问题五：重力加速有何规律？ 你从表中发现了什么规律吗？你能尝
试解释这个规律吗？尝试解释就是作出猜 想。
①重力加速度随纬度的增加而增大。 ②地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则球体，所以极地半径比赤道半径 小。
自由落体运动ppt课件
自由落体的位移
利用时间公式和位移公式可以计算出自由落体的总位移。
THANKS
感谢观看
根据位移公式，可以判断 物体下落的高度是否符合 实际情况。
比较不同高度
利用位移公式，可以比较 不同高度下落物体的位移 大小。
位移公式的拓展
自由落体的加速度
自由落体的加速度称为重 力加速度，通常用g表示。
重力加速度的特性
重力加速度的大小与地理 位置有关，地球上不同位 置的重力加速度略有差异 。
自由落体的速度
自由落体运动的公式
速度公式
$v = gt$
位移公式
$h = frac{1}{2}gt^{2}$
时间公式
$t = sqrt{frac{2h}{g}}$
自由落体运动的规律
速度随时间均匀增加
时间与高度关系
物体的速度与下落时间成正比，即$v = gt$。
物体下落所需的时间与下落的高度成 正比，即$t = sqrt{frac{2h}{g}}$。
重力加速度的测量方法
总结词
通过测量自由落体运动物体的下落时间和距离，可以计算出重力加速度的值。
详细描述
常用的重力加速度测量方法有自由落体法、斜面法、摆法等。这些方法通过精 确测量物体下落的时间和距离，结合已知的空气阻力和摩擦力等因素，可以较 为准确地计算出重力加速度的值。
重力加速度的规律
总结词
重力加速度随着纬度的增加而增大，随着高度的增加而减小。
初始速度
公式中的下落物体初始速度为0，因为自由落体运动是忽略空气阻力和 其他外力的理想状态。
03
重力加速度
重力加速度是一个常数，约为9.8m/s²，但在地球的不同位置和不同高
度，重力加速度略有差异。
利用时间公式和位移公式可以计算出自由落体的总位移。
THANKS
感谢观看
根据位移公式，可以判断 物体下落的高度是否符合 实际情况。
比较不同高度
利用位移公式，可以比较 不同高度下落物体的位移 大小。
位移公式的拓展
自由落体的加速度
自由落体的加速度称为重 力加速度，通常用g表示。
重力加速度的特性
重力加速度的大小与地理 位置有关，地球上不同位 置的重力加速度略有差异 。
自由落体的速度
自由落体运动的公式
速度公式
$v = gt$
位移公式
$h = frac{1}{2}gt^{2}$
时间公式
$t = sqrt{frac{2h}{g}}$
自由落体运动的规律
速度随时间均匀增加
时间与高度关系
物体的速度与下落时间成正比，即$v = gt$。
物体下落所需的时间与下落的高度成 正比，即$t = sqrt{frac{2h}{g}}$。
重力加速度的测量方法
总结词
通过测量自由落体运动物体的下落时间和距离，可以计算出重力加速度的值。
详细描述
常用的重力加速度测量方法有自由落体法、斜面法、摆法等。这些方法通过精 确测量物体下落的时间和距离，结合已知的空气阻力和摩擦力等因素，可以较 为准确地计算出重力加速度的值。
重力加速度的规律
总结词
重力加速度随着纬度的增加而增大，随着高度的增加而减小。
初始速度
公式中的下落物体初始速度为0，因为自由落体运动是忽略空气阻力和 其他外力的理想状态。
03
重力加速度
重力加速度是一个常数，约为9.8m/s²，但在地球的不同位置和不同高
度，重力加速度略有差异。
自由落体运动25张ppt(全文可看)
通过测量自由落体运动的位移和 时间，可以验证位移-时间关系 式，并求出重力加速度g的值。
速度-时间关系式
自由落体运动的速度与时间的关系式为：v = g * t，其中v为速度，g为 重力加速度，t为时间。
该公式表明，自由落体运动的速度与时间成正比，即速度随时间的增加 而线性增大。
通过测量自由落体运动的速度和时间，可以验证速度-时间关系式，并求 出重力加速度g的值。同时，也可以利用该公式计算物体在某一时刻的速 度。
自由落体运动25张ppt(全文 可看)
目 录
• 自由落体运动基本概念 • 自由落体运动规律 • 自由落体运动实例分析 • 自由落体运动在生活中的应用 • 自由落体运动与其他运动形式比较 • 自由落体运动实验设计与操作 • 自由落体运动相关问题研究及展望
01 自由落体运动基 本概念
定义与特点
定义
动力学等问题。
建筑设计安全考虑
01
高层建筑抗风设计
在高层建筑设计中，需要考虑风荷载对结构的影响。自由落体运动的原
理可以帮助工程师计算风荷载作用下结构的稳定性和安全性。
02 03
地震工程
地震时地面运动可以看作是一种复杂的自由落体运动。通过研究地震波 的传播规律和结构物的动力响应，可以实现抗震设计和地震灾害的预测 与评估。
测量重力加速度
自由落体仪
使用自由落体仪可以测量重力加 速度，通过测量物体下落的时间 和距离，利用公式计算得出重力
加速度的值。
伽利略斜面实验
伽利略通过斜面实验发现自由落 体运动的规律，并测量了重力加 速度的值。该实验为后来的自由
落体研究奠定了基础。
地球重力场模型
基于自由落体运动的观测数据， 科学家们建立了地球重力场模型， 用于研究地球形状、内部结构和
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2
2
小结
1、自由落体运动的概念（ Vo=0，只受重力）
2、自由落体加速度—重力加速度“g”
g=9.8m/s²
3、自由落体运动的规律
V=gt h=½gt² V²=2gh h=½Vt
例题、为了测出井口到水面的距离，让一个小 石块从井口自由下落，经过2.5s后听到石块击 水的声音，估算井口到水面的距离。
在没有空气阻力的情况下，不同质量
结论： 的物体下落的一样快。
。
阿波罗登月实验
1970年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地 做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众 从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。
二.自由落体运动
定义：物体 只在重力作用下 从 静止 开始下落的运动。
三.自由落体加速度
实验结论
性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动
重力加速度 g 9.8m s2 或g 10m s2 ,方向竖直向下
在地球上不同的地方，g的大小一般是不同的，越靠近两极g越大 两极最大，赤道上最小，在地球上同一个地方，g是不变的。
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， 纬度越大， g值越大 高度越大， g值越小
四.自由落体运动基本公式
匀变速直线运动
V0=0 a=g x=h
V V0 at
x=V0t
1 2
at
2
V 2 V02 2ax
自由落体运动
V gt
h 1 gt 2 2
V 2 2gh
x vt v0 v t h 1 vt
解：以竖直向下为正方向，设井口到水面的距离为h。
h 1 gt 2 2
1 9.8 2.52 m 2
30.6m
例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）
解：可以将这五滴水的运动等效地视为一滴水下落，
并将这一滴水的运动全过程分成4个相等的时间间隔，
5
如图中相邻的两滴水间的距离分别对应着各个相等时
间间隔内的位移，它们满足比例关系：1：3：5：7.设
4
相邻的水滴之间的距离自上而下依次为x ,3x ,5x ,7x ,
3
则窗户高为5x ，依题意有5x=1,则x=0.2 m.
实验分析：
1）橡皮和纸片从同一高度下落
实验结果：橡皮快，纸片慢
重的物体下落快
2）大纸片和小纸团从同一高度下落
实验结果：纸团快，纸片慢
轻的物体下落快
3）大纸团和小纸团从同一高度下落
实验结果：一样快
轻重不同的物 体下落一样快
原因：空气阻力对下落快慢的影响
探究2： 牛顿管实验
抽气后，就排除了 空气 的影响
More You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
v0= 0
条件：
只受重力
注：自由落体运动也是一种理想化的模型，如果物体所受空气 阻力的作用比较小，可以忽略，物体的运动可以近似看作自由 落体运动。
性质：?
探究3：自由落体运动——运动性质
轨 迹 —— 直线 运动性质——变加速? 匀加速?
探究3：用打点计时器研究自由落体运动
实验装置
·
打点计时器
纸带
屋檐高度 h=x+3x+5x+7x=16x=3.2 m
2
由h 1 gt 2,得t 2h 2 3.2 s 0.8s
1
2
g
10
所以，滴水的时间间隔△t=t/4=0.2s
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The
夹子 重物
· v6
v ······ t
·
· · ···
v5
v4 v3 vv12
数据测量与处理：
S1 S2 S3
S4
S5
S6
△X=S2－S1＝S3－S2＝S4－S3＝S5－S4＝S6－Sa5T＝2 在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里
的位移之差是个恒量
x 4102 m aT 2 a(0.02s)2 a 10m s2
自由落体运动
一.物体下落的快慢 物体下落的运动是一种常见的运动。
雨滴的下落
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
苹果的下落
伞兵的下落
实验探究1 不同物体从同一高处下落快慢比较
实验1.橡皮和纸片从相同的高度同时下落，看谁下落的快？ （质量不同）
实验2.大纸片和小纸团从同一高度下落，谁下落的快？ （质量不同）
实验3.大纸团和小纸团从同一高度下落，谁下落的快？ （质量不同）