高中物理必修一第二章第四节自由落体运动PPT课件

C(3.2cm)
V/ （m·s-1）
/
0.40 0.79 1.16 1.56 1.98 /
D(7.1c m)
v/(m.s-1)
2.4
E(12.5c
2.0
m)
1.6
F E
1.2
F(19.6cm)
0.8
D C
0.4 B
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
t/s
链接
实验结论
运动规律：
变式训练1 一质点从h高处自由下落，经过最后196 m所用的时间是4 s，
若空气阻力不计，求物体下落的总时间t和下落的总高度h.(取g＝9.8 m/s2) 答案 7 s 240.1 m 二、分阶段处理落体运动问题 例2 从160 m高空静止的气球上自由落下一物体，此物体下落2 s后张开降落
伞匀速下落，问物体共经历多长时间落到地面？(取g＝10 m/s2) 解析 先求出自由落体运动阶段的末速度及下落的高度，再根据匀速运动阶段
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论 B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论 C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论 D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
【解析】伽利略对自由落体运动的研究 逻辑思维：轻重物体下落应该一样快。 提出假说：自由落体运动是简单的匀变速直线运动。
所以最后1 s内的位移为：
h10＝h－h9＝500 m－405 m＝95 m.
(3)落下一半时间即t′＝5 s，其位移为：
h5＝21gt′2＝21×10×25 m＝125 m.
答案 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m 点评 匀变速直线运动规律公式较多，解题时要注意灵 活应用，如对某段时间内的位移，可用总时间内的位移与前 段时间内位移的差表示．
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动
自由落体运动加速度（重力加速度g）
更换不同物体重复实验，计算得到的加速度均 是相同的
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，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。
重力加速度
位移和落下一半时间的位移．最后1 s内的位移是下落总位移和前(n－1) s下落位
移之差．
(1)由h＝12gt2，得落地时间为：
t＝
2gh＝
2×500 10
s＝10 s.
(2)第1 s内的位移为：
h1＝12gt21＝12×10×12 m＝5 m
因为从开始运动起前9 s内的位移为：
h9＝12gt29＝12×10×92 m＝405 m
所用总时间t＝t1＋t2＝2 s＋7 s＝9 s.
变式训练2
从160 m高空静止的气球上自由落下一物体，此物 体下落2 s后张开降落伞匀减速下落，且到达地面时物 体速度恰好为零．
(1)求物体共经历多长时间落到地面． (2)作出v－t图象，并在图中指明已知量． 解析
(1)前2 s内物体仍做自由落体运动，以后物体做匀减速直线运动，则x2=v1t2，
V 2 2gh
一、自由落体运动规律的应用例1 从离地500 m的空中由静止开始自由落下一
个小球，取g＝10 m/s2，求：(1)小球经过多少时间落到地面．(2)从开始落下的时
刻起，小球在第1 s内的位移和最后1 s内的位移．(3)小球落下一半时间的位移．
解析 由h＝500 m和运动时间，根据位移公式可直接算出落地时间、第1 s内
自由落体运动具有怎样的运动规律？
【例1】在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题 的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要。伟大的物 理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作 用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略探究物体下落规律
的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程（ C ）
数学推理：匀变速运动符合x∝t2。
实验验证：由斜面运动外推到自由落体运动。
探究3：用打点计时器研究自由落体
实验装置
运动
·
打点计时器
纸带
· v6
夹子 重物
v ······ t
· v5
· v4
· v3
···
vv12
A(0cm) B(0.8c
位置 A
B CDEFG
m)
时间t/s 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
重的铁球和轻的 铁球下落快慢相同
结论:
物
体下落快慢与
轻重无关
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探究二：是什么原因使下落运 动变得这么复杂？
演示一：钢球和纸片实验 演示二：钢球和纸团实验
结论:空气阻力是影响物体下落快慢的 主要因素。
探究三: 两物体在无阻力情况下
自由下落会如何呢?
u牛顿管实验
牛 顿 管 实 验
【现象】抽气后，管中物体
同时落下，同时落到管底。
【结论】 在真空中，物体下落的运动情况完全 相同. 与物体的质量,形状,大小无关.
实验证明： 如果忽略空气阻力，不同物体，同时同地
同一高度自由下落运动的情况相同.
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。
v0= 0
特点：
只受重力
轨迹：直线
注：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略， 物体的落下也可以近似看作自由落体运动。
大小： g =9.8m/s2，粗略计算时g 值可 取10m/s2
注意：没有特别说明，都按g =9.8m/s2 进行计算
方向：竖直向下
链接
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 g t
x=V0t
1 2
at
2
V2 V02 2ax
h 1 gt2 2
西 风
十 里
绿 树
苍 茫
莲
明锦阴漠 塘
月 棹
香 看
阴 向
漠 董
明
歌 还
不 断
水 湾
家 潭
黄 琼
自由落体运动
生 活 中 的 下 落 现 象
探究一：
不同轻重的物体，下落的 快慢是否相同？
历史的争论
❖ 你不对
• 不信咱俩去 比萨斜塔做 实验
❖我说的对
• 去就去，谁怕 谁呀！
世界著名的比 萨斜塔实验证明
的速度及下落高度求出运动时间，最后将两段时间加起来即为总的运动时间．
前2 s内物体做自由落体运动，这段时间内的位移x1和末速度v1分别为：
x1＝12gt21＝12×10 m/s2×(2 s)2＝20 m
v1＝gt1＝10 m/s2×2 s＝20 m/s 以后做匀速直线运动，由x＝vt知，所用时间为
t2＝vx21＝12400 s＝7 s