教科版高一物理必修1第一章7. 对自由落体运动的研究课件优质课件
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羽毛和铜片同时到达管底
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，叫做自 由落体运动
（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）
做自由落体的不同物体,在同一地点， 从同一高度下落的快慢是相同的.
探究过程二——运动性质
• 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”， 超 可以对落体运动精确地“计时”、“定 越 位”，直接研究落体运动的性质。 伽 利 • 现代研究落体运动的方法 ： 略 • 1、用打点计时器
• 2 、用频闪照片
• 3、用光电计时器（测速计等）
知识梳理
0
自
2
由
落
4
体
运
6
动
速 度
8
变
化
10
有
什
12
么
特
14
1.7对自由落体运动的研究
• 生活常识：
• 重的物体往往比轻的物体先
落地
这个观点 正确吗？
亚里士多德
亚里士多德： 物体下落的快慢由它们的重量决定．
探究过程一：自由落体运动
演示实验1：重物和纸片的落体运动比较 重的物体下落快
演示实验2：大纸片和小纸团落体运动比较
? 轻的物体下落快
与空气阻力有关
演示实验3：重物和纸团的落体运动比较 两者运动快慢基本相同(空气阻力较小) 演示实验4：牛顿管实验 视频
证
若v0＝0,且 v t
t1 5xx31
必有 x t 2
三
实
• 困难二：
验
•
落体运动时间太短，无法
验
准确测量
证
• 突破：
•
“冲淡”重力，使其加
速度减小
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
伽利略
一些贵族
助手利用自己 的脉搏测时间
怀疑者在翻阅 亚里士多德的
书籍
三
实
验
• 实验器材、过程
验 证
• 实验结论：
E(13.61cm)
取点
连续相等时间内的 位移(cm)
连续相等时间内的 位移差(cm)
A B C D E F
规律
xⅠ =1.64 xⅡ =2.72
xⅡ-xⅠ= 1.08
xⅢ =3.81
xⅢ-xⅡ= 1.09
xⅣ=4.90
xⅣ-xⅢ= 1.09
xⅤ=5.99
xⅤ-xⅣ= 1.09
初速度为零的匀加速直线运动
萨斜塔实验证明
发 现
物体下落快慢 与轻重无关
问
题
二
自然界是简单的，
自然界的规律也是简单的。
猜
物体下落速度
想 与
是均匀变化的
假
说
伽利略
二
物体下落速度
猜
是均匀变化的。
想
与
伽利略
假
随时间均匀变？
说
随位移均匀变？
Байду номын сангаас 三
• 困难一：速度无法
实 验 验
直接测量
• 突破：
•
间接验证
v0 0
t1 x1 t1 3xx21
止下落，下列说法正确的是（ ）
A. 重的石块先落地
CD
B. 轻的木块先着地
C. 在着地前的任一时刻，二者具有相同的的速度，相同的位移
D. 两者在下落这段时间内的平均速度相等
h 1 gt 2 2
v gt
t 2h g
v h t
当堂测试
2.关于自由落体运动，以下说法正确的是( 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，物体从静止自由下 落可视为自由落体运动
莫斯科： g = 9.816 m/s2
北京： g = 9.801m/s2
赤道： g = 9.780 m/s2
三、自由落体运动规律
匀变速运动规律
v=v0+at
x
v0t
1 2
at
2
x aT 2
自由落体运动规律
v=gt
h 1 gt 2 2
x gT 2
触发条件
与高度无关 与末速度无关 相邻相等时间
趣味试验
轨迹— 直线
运动特征——变加速?匀加速?
伽利略对落体运动规律的研究
一 假设：重的物体下落得
快
发
现
问
题
V2=4
V1=8
4<V12<8
V12＞8
一 伽利略运用逻辑推理的方 法
发 说明了亚里士多德的观点: 现 “重物比轻物下落得快”是错 问 误的。
题 正确结论:重物与轻物 下落得同样快
一
世界著名的比
F(19.60cm)
知识梳理
二、自由落体加速度 g（重力加速度）
1. 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度 都相同，这个加速度叫做自由落体加速度.
2. 方向：竖直向下 3. 大小：通过多种方法用实验测定.
在地球上的不同地方 g 不同，
知识梳理
随纬 度升 高， 重力 加速 度增 大
北极： g = 9.832 m/s2
征？
16
18
A(0.54cm) B(2.18cm) C(4.90cm) D(8.71cm)
E(13.61cm)
F(19.60cm)
运动为匀加速运动 △x相等
知识梳理
0
自
2
由
落
4
体
运
6
动
速
8
度
变
化
10
有
什
12
么
特
14
征？
16
18
A(0.54cm) B(2.18cm) C(4.90cm) D(8.71cm)
间接 验证
运用逻辑 得出推论
得出结论
德国著名物理学家玻恩说：“我
荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为 我所发表的著作里包括了一个自然现象 的发现,倒不如说是因为那里面包括一个 关于自然现象的新思想方法基础的发现.”
伽利略已死去三百多年,他所发现的自由 落体规律在物理学知识的长河中所占比例 愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学 方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了 比自由落体规律高出千百倍的财富。
外
• 增大斜面倾角，加速度变大
推
• 倾角很大，接近落体运动 →
• 倾角900,就是自由落体运动！
结论 自由落体运动是:
v0＝0的匀加速直线运动，
且所有物体下落的加速度 都相同，物理学中用g表示 称为自由落体加速度或重 力加速度
五
科学研究过程的基本要素
伽
利
略
的
提出
科
假设
学 发现 方 问题
法
合理 外推
自由落体的应用
h 1 gt 2 2
t 2h g
典型例题
例2、 将甲、乙两物体从同一高度由静止释放，已知
甲物体的重力是乙的3倍，空气阻力忽略不计，则
（）
A.甲一定先落地
B.乙一定先落地
C.甲、乙同时落地 D.乙可能先落地
C
自由落体运动
当堂测试
1.在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时静
• ①__小_球__做_匀__加_速__运_动_________
•②
____同__斜_面__，_质__量_不__同_，__加_速__度_相__同__
三
实 验
验
证
• 质量不同,同斜面,加速度相
同
• 增大斜面倾角,加速度变大;
质量不同,加速度仍相同
四
合
• 质量不同小球同一斜面下落，
理
加速度相同
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，叫做自 由落体运动
（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）
做自由落体的不同物体,在同一地点， 从同一高度下落的快慢是相同的.
探究过程二——运动性质
• 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”， 超 可以对落体运动精确地“计时”、“定 越 位”，直接研究落体运动的性质。 伽 利 • 现代研究落体运动的方法 ： 略 • 1、用打点计时器
• 2 、用频闪照片
• 3、用光电计时器（测速计等）
知识梳理
0
自
2
由
落
4
体
运
6
动
速 度
8
变
化
10
有
什
12
么
特
14
1.7对自由落体运动的研究
• 生活常识：
• 重的物体往往比轻的物体先
落地
这个观点 正确吗？
亚里士多德
亚里士多德： 物体下落的快慢由它们的重量决定．
探究过程一：自由落体运动
演示实验1：重物和纸片的落体运动比较 重的物体下落快
演示实验2：大纸片和小纸团落体运动比较
? 轻的物体下落快
与空气阻力有关
演示实验3：重物和纸团的落体运动比较 两者运动快慢基本相同(空气阻力较小) 演示实验4：牛顿管实验 视频
证
若v0＝0,且 v t
t1 5xx31
必有 x t 2
三
实
• 困难二：
验
•
落体运动时间太短，无法
验
准确测量
证
• 突破：
•
“冲淡”重力，使其加
速度减小
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
伽利略
一些贵族
助手利用自己 的脉搏测时间
怀疑者在翻阅 亚里士多德的
书籍
三
实
验
• 实验器材、过程
验 证
• 实验结论：
E(13.61cm)
取点
连续相等时间内的 位移(cm)
连续相等时间内的 位移差(cm)
A B C D E F
规律
xⅠ =1.64 xⅡ =2.72
xⅡ-xⅠ= 1.08
xⅢ =3.81
xⅢ-xⅡ= 1.09
xⅣ=4.90
xⅣ-xⅢ= 1.09
xⅤ=5.99
xⅤ-xⅣ= 1.09
初速度为零的匀加速直线运动
萨斜塔实验证明
发 现
物体下落快慢 与轻重无关
问
题
二
自然界是简单的，
自然界的规律也是简单的。
猜
物体下落速度
想 与
是均匀变化的
假
说
伽利略
二
物体下落速度
猜
是均匀变化的。
想
与
伽利略
假
随时间均匀变？
说
随位移均匀变？
Байду номын сангаас 三
• 困难一：速度无法
实 验 验
直接测量
• 突破：
•
间接验证
v0 0
t1 x1 t1 3xx21
止下落，下列说法正确的是（ ）
A. 重的石块先落地
CD
B. 轻的木块先着地
C. 在着地前的任一时刻，二者具有相同的的速度，相同的位移
D. 两者在下落这段时间内的平均速度相等
h 1 gt 2 2
v gt
t 2h g
v h t
当堂测试
2.关于自由落体运动，以下说法正确的是( 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，物体从静止自由下 落可视为自由落体运动
莫斯科： g = 9.816 m/s2
北京： g = 9.801m/s2
赤道： g = 9.780 m/s2
三、自由落体运动规律
匀变速运动规律
v=v0+at
x
v0t
1 2
at
2
x aT 2
自由落体运动规律
v=gt
h 1 gt 2 2
x gT 2
触发条件
与高度无关 与末速度无关 相邻相等时间
趣味试验
轨迹— 直线
运动特征——变加速?匀加速?
伽利略对落体运动规律的研究
一 假设：重的物体下落得
快
发
现
问
题
V2=4
V1=8
4<V12<8
V12＞8
一 伽利略运用逻辑推理的方 法
发 说明了亚里士多德的观点: 现 “重物比轻物下落得快”是错 问 误的。
题 正确结论:重物与轻物 下落得同样快
一
世界著名的比
F(19.60cm)
知识梳理
二、自由落体加速度 g（重力加速度）
1. 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度 都相同，这个加速度叫做自由落体加速度.
2. 方向：竖直向下 3. 大小：通过多种方法用实验测定.
在地球上的不同地方 g 不同，
知识梳理
随纬 度升 高， 重力 加速 度增 大
北极： g = 9.832 m/s2
征？
16
18
A(0.54cm) B(2.18cm) C(4.90cm) D(8.71cm)
E(13.61cm)
F(19.60cm)
运动为匀加速运动 △x相等
知识梳理
0
自
2
由
落
4
体
运
6
动
速
8
度
变
化
10
有
什
12
么
特
14
征？
16
18
A(0.54cm) B(2.18cm) C(4.90cm) D(8.71cm)
间接 验证
运用逻辑 得出推论
得出结论
德国著名物理学家玻恩说：“我
荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为 我所发表的著作里包括了一个自然现象 的发现,倒不如说是因为那里面包括一个 关于自然现象的新思想方法基础的发现.”
伽利略已死去三百多年,他所发现的自由 落体规律在物理学知识的长河中所占比例 愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学 方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了 比自由落体规律高出千百倍的财富。
外
• 增大斜面倾角，加速度变大
推
• 倾角很大，接近落体运动 →
• 倾角900,就是自由落体运动！
结论 自由落体运动是:
v0＝0的匀加速直线运动，
且所有物体下落的加速度 都相同，物理学中用g表示 称为自由落体加速度或重 力加速度
五
科学研究过程的基本要素
伽
利
略
的
提出
科
假设
学 发现 方 问题
法
合理 外推
自由落体的应用
h 1 gt 2 2
t 2h g
典型例题
例2、 将甲、乙两物体从同一高度由静止释放，已知
甲物体的重力是乙的3倍，空气阻力忽略不计，则
（）
A.甲一定先落地
B.乙一定先落地
C.甲、乙同时落地 D.乙可能先落地
C
自由落体运动
当堂测试
1.在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时静
• ①__小_球__做_匀__加_速__运_动_________
•②
____同__斜_面__，_质__量_不__同_，__加_速__度_相__同__
三
实 验
验
证
• 质量不同,同斜面,加速度相
同
• 增大斜面倾角,加速度变大;
质量不同,加速度仍相同
四
合
• 质量不同小球同一斜面下落，
理
加速度相同