自由落体运动精品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”？
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验证小实验：
几乎抽成真空的钱毛管 中，金属片和羽毛同时 落地。
忽略阻力作用，落体 运动快慢相同
伽利略的研究之路
对现 象的
一般
观察
提出 假设
运用
逻辑
得出
结论
实
验
验
证
修正 推广
超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计 时”“定位”，直接研究落体运动的性质。 现代研究落体运动的方法： 1.用“自由落体频闪照片”求加速度 2.用打点计时器研究纸带求加速度 3.其他方法(测速器等)
安徽省宁国中学 史俊志
1 . 用如图甲的装置研究自由落体运动规律，已知打点计时器的工 作频率为50Hz。 （1）部分实验步骤如下： A．测量完毕。关闭电源，取出纸带。 B．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔。 C．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤。 D．扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连。 上述实验步骤的正确顺序是_________（填写字母）。 （2）图乙中标记的相邻两个计数点之间的时间间限为0.1s，则每 两个计数点之间还有___个点未画出。 （3）计数点C对应的瞬时速度大小为_________m/s（本小题计算 结果保留三位有效数字）。
. 雨后，屋檐还在不断滴着水滴，如下图所示.小红认真观察后发现，这些水滴 都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。她测得，屋檐到该窗台的距离 H=3.2m，窗户的高度为h=1.4m。g取10没m/s2。回答下列问题。 （1）水滴下落到达窗台时的速度大小；（2）水滴经过窗户的时间。
5 . 在火星表面上，做自由落体运动的物体在开始t1=1s内下落h1=4m。求： （1）该火星表面的重力加速度g； （2）该物体从开始落下h2=36m时的速度v2； （3）该物体在第三个2s内的平均速度v。（计算结果保留两位有效数字）
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ppt课件
➢不同地点，重力加速 度的值完全一样吗？
➢ g值与纬度之间具 有怎样的关系呢？
3.重力加速度的大小： （1）地球上不同地方重力加速度的值一般有细微差别：
纬度越高，重力加速度g值越大； 高度越高，重力加速度g值越小。 （2）一般取值g=9.8m/s2，有时会特别说明取g=10m/s2。
课堂练习
关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是（ D ） A．重的物体的g值大 B．g值在地面任何地方一样大 C．g值在赤道处大于南北两极处 D．同一地点的轻重物体的g值一样大
实验器材：
铁架台、电火花计时器、纸带、铁夹、 重物、交流电源、刻度尺
实验演示
s1 s2 s3 s4 s5 s6
01 2 3
4
5
6
x1 4.55cm x2 10.69cm
x3 18.34cm x4 27.55cm x5 38.30cm
x6 50.60cm
• 自由落体运动的轨迹是怎样的？ 直线 • 相邻计数点间的距离是怎么变化的？ 变大 加速
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 9.8m / s2 (2.5s)2 2
30.6m
学以致用：测反应时间
怎么用一把刻度尺测一下人的 反应时间？
动手小游戏
h
1 2
gt 2
t 2h g
课堂小结
自由落体运动
定义 物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动
自由落体运动 重力加速度
三、自由落体运动的公式
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 动公式也适用于自由落体运动。
v v0 at
x
v
v2 v02 2ax
自由落体运动-ppt课件
解：由公式
得
课堂小结
1、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。
2、自由落体运动条件：（1）从静止开始下落 （2）只受重力作用
3、自由落体运动性质：自由落体运动是初速度为0、加速度为g
的匀加速直线运动。
4、自由落体运动规律： v gt
h 1 gt 2 2
v2 2gh
1、经过大量的实验证实，在地面附近同一地方，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，也叫做重力加速度，用“g”表示。自由落体运 动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、通常情况下g取9.8m/s2，如粗略的计算中还可以把g 取作10m/s2。
3、重力加速度的方向竖直向下。
地球上一些地点的重力加速度
空气阻力对纸片
影响较小，所以
影响较大，所以
下落得快
下落得慢
v
不受空气阻力的两物体下落会是什么样的
牛顿管实验
有空气 羽毛 铁片
真空 羽毛 铁片
结论：
一、自由落体运动
1、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：（1）只受重力作用（或空气阻力同重 力相比很小，可忽略不计，物体下落 也可看作自由落体运动） （2）从静止开始下落（即初速度为零）
两石头拴在一起，大石头的下落速度会 被小石头拖着而使整体下落速度减慢。 但拴一起后总重量比大石头还要大，整 体的下落速度又应该比原来更快。
几百年前意 大利的青年学 者伽利略对亚 里士多德的论 断表示了怀疑。
演示实验
【演示实验一】在同一高度同时释放一支粉笔头和一张纸 片，请观察物体是否同时落地。 实验现象： 粉笔头比纸片先落地 初步结论： 重的物体下落快
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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
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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
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1 2
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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、方向：
重力加速度的方向是竖直向下
重力加速度的大小
思考与讨论： 如何利用我们之前测得的数据，求出 重力加速度？有几种方法？
重力加速度的大小
方法一：利用△x=aT2。 方法二：v-t图像法。
重力加速度的大小
重力加速度的数值g/(m/s2)
地点 赤道 广州 武汉 上海 东京 北京 纽约 莫斯科 北极
四、练习巩固
2、为了测出井口到水面的距离，让一小 石块从井口自由下落，经过3秒后听到石 块击水的声音，估计井口到水面的距 离．g取10m/s2
考虑到声音在空气中传播需用一定的时间， 估算结果偏大还是偏小？
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
数据处理
1A 2B 3C 4D 5E 6F 7G 坐标 cm
X cm △X cm
规律:
自由落Байду номын сангаас运动是初速度为零的 匀加速直线运动
二、 自由落体运动的加速度
不同物体下落的加速度一样吗?
ab
xt
x 1 at 2 2
自由落体运动的加速度
1、定义：
在同一地点，一切物体自由下落的加速度 都相同，这个加速度叫重力加速度。用g来表 示。
①、g随纬度的增加而变大 ②、g随高度的增加而变小
重力加速度的大小
在高中物理的学习中，重力加速度可 以取9.8m/s2或10m/s2；
在本书中，如果没有特别说明，g都 按9.8m/s2进行计算。
三、归纳总结
自由落体运动是初速度为0的匀加速 直线运动，所以匀变速直线运动的基 本公式及其推论都适合自由落体运动， 只要把这些公式的初速度v0换成0、 加速度a取为g就可以了。
21
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
自由落体运动
演示：常见的落体运动
粉笔和纸张从同一高度落下，谁先落地？
影响物体下落快慢的因素：
（1）与物体的质量没有关系。 （2）与空气阻力有关。
那么无空气的条件下，会怎样呢？
演示实验：真空管中羽毛与铁片下落
情景
结论：没有空气时，轻重不同的物体
在只受重力的作用下从同一高度同时 下落，下落的一样快。
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
特点：１、物体只受重力作用 ２、物体由静止开始下落
实验 研究自由落体运动
器材：铁架台、电磁打点计时器、 导线、学生电源、重锤、纸带、直尺。
数据处理
AB=x1 BC=x2 …… FG=x6 △x1=x2-x1 △x2=x3-x2 …… △x5=x6-x5
纬度 0°
23°06' 30°33' 31°12' 35°43' 39°56' 40°40' 55°45'
90°
重力加速度 9.780 9.788 9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
重力加速度的大小
精确的实验发现，在地球的不 同地方，g的大小是不相同的。
也就是
v0 0
匀变速直线运动 a g 自由落体运
速度公式
位移公式
位移速度公 式
vt v0 at
x
v0t
1 2
at 2
vt 2 v02 2ax
动
vt gt
x 1 gt 2 2
vt 2 2gx
平均速度公 式
v v0 v 2
vv 2
四、练习巩固
1、仔细阅读一下书上的做一做，思考一 下用直尺测定反应时间的原理。
重力加速度的方向是竖直向下
重力加速度的大小
思考与讨论： 如何利用我们之前测得的数据，求出 重力加速度？有几种方法？
重力加速度的大小
方法一：利用△x=aT2。 方法二：v-t图像法。
重力加速度的大小
重力加速度的数值g/(m/s2)
地点 赤道 广州 武汉 上海 东京 北京 纽约 莫斯科 北极
四、练习巩固
2、为了测出井口到水面的距离，让一小 石块从井口自由下落，经过3秒后听到石 块击水的声音，估计井口到水面的距 离．g取10m/s2
考虑到声音在空气中传播需用一定的时间， 估算结果偏大还是偏小？
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
数据处理
1A 2B 3C 4D 5E 6F 7G 坐标 cm
X cm △X cm
规律:
自由落Байду номын сангаас运动是初速度为零的 匀加速直线运动
二、 自由落体运动的加速度
不同物体下落的加速度一样吗?
ab
xt
x 1 at 2 2
自由落体运动的加速度
1、定义：
在同一地点，一切物体自由下落的加速度 都相同，这个加速度叫重力加速度。用g来表 示。
①、g随纬度的增加而变大 ②、g随高度的增加而变小
重力加速度的大小
在高中物理的学习中，重力加速度可 以取9.8m/s2或10m/s2；
在本书中，如果没有特别说明，g都 按9.8m/s2进行计算。
三、归纳总结
自由落体运动是初速度为0的匀加速 直线运动，所以匀变速直线运动的基 本公式及其推论都适合自由落体运动， 只要把这些公式的初速度v0换成0、 加速度a取为g就可以了。
21
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
自由落体运动
演示：常见的落体运动
粉笔和纸张从同一高度落下，谁先落地？
影响物体下落快慢的因素：
（1）与物体的质量没有关系。 （2）与空气阻力有关。
那么无空气的条件下，会怎样呢？
演示实验：真空管中羽毛与铁片下落
情景
结论：没有空气时，轻重不同的物体
在只受重力的作用下从同一高度同时 下落，下落的一样快。
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
特点：１、物体只受重力作用 ２、物体由静止开始下落
实验 研究自由落体运动
器材：铁架台、电磁打点计时器、 导线、学生电源、重锤、纸带、直尺。
数据处理
AB=x1 BC=x2 …… FG=x6 △x1=x2-x1 △x2=x3-x2 …… △x5=x6-x5
纬度 0°
23°06' 30°33' 31°12' 35°43' 39°56' 40°40' 55°45'
90°
重力加速度 9.780 9.788 9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
重力加速度的大小
精确的实验发现，在地球的不 同地方，g的大小是不相同的。
也就是
v0 0
匀变速直线运动 a g 自由落体运
速度公式
位移公式
位移速度公 式
vt v0 at
x
v0t
1 2
at 2
vt 2 v02 2ax
动
vt gt
x 1 gt 2 2
vt 2 2gx
平均速度公 式
v v0 v 2
vv 2
四、练习巩固
1、仔细阅读一下书上的做一做，思考一 下用直尺测定反应时间的原理。