高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动图片ppt课件

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小测试·看看你的反应有多快反应时间：人从发现情况到采取相应的行动所需要的时间
作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
观点：物体下落的快慢跟它的轻重有关
他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样，就从重物体比轻物体下落得快的假设，推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。
亚里士多德观点的提出是因为空气阻力对落体运动的影响，若没有空气阻力，所有物体下落的一样快，与物体质量无关科学方法：在研究和认识物理现象及规律的时候，我们可以利用科学实验和科学推理相结合的方法伽利略创建了将实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来的科学方法，通过实验观察到的现象与逻辑推理才能说明提出的观点和得到的结论是正确的。这一种思想也奠定了物理学是一门以实验为基础的科学。为了寻找没有空气阻力的真实环境，宇航员在月球上做实验，验证落体运动的真实性。
结论与假设 出现了矛盾！
问题1：结合大家的生活经验，什么样的物体下落的快一些，什么样的物体下落的慢一些？
演示实验：1、重量大的粉笔与轻薄的A4纸谁下落的快？
重量大的粉笔，下落得快。
2、相同的两张纸，一个是纸团一个展开，谁下的快呢？
猜想：空气阻力影响了物体的下落。
如果没有空气阻力，只在重力作用下物体下落快慢会是怎么样的呢？
演示实验：牛顿管实验。
关于落体运动的思考-----视频：牛顿管实验。
羽毛（轻）和铁片（重）
1.空气阻力会影响物体下落。
2.在没有空气阻力时，轻重不同的物体下落一样快。
真空时，轻重不同的物体下落一样快吗？
自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
提炼自由落体运动的概念
抓住主要因素忽略次要因素
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、特点： ①从静止开始下落，即初速度v0为零。 ②只受重力。
思考：我们的生活中存在这样的运动吗？哪个物体在下落过程中只受重力？
自由落体运动本质上是一种理想状态下的运动，只在没有空气的空间里才能发生。 但是在实际情况下，在有空气的空间里，如果物体受到的空气阻力远小于重力，也可将物体的下落近似看成自由落体运动。
实验探究：自由落体运动的性质
1.实验结论：自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。 2.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，也叫重力加速度，通常用g来表示。
阅读课本第51页的表格《一些地点的重力加速度》精确的实验发现，地球表面不同地方的重力加速度一般是不同的。
从表中你能发现什么规律吗？
✔不同地方重力加速度不同
✔纬度越高，重力加速度越大
1. 速度与时间关系式 v ＝ a t
2. 位移与时间关系式 x = a t2 / 2
3. 位移与速度关系式 v2 = 2 a x
→ h = g t2/2
→ v2 = 2 g h
试一试：你能否根据匀变速直线运动的规律推导出自由落体运动的公式呢？
自由落体运动在生活中的应用
◆ 反应时间：人从发现情况到采取相应行动经过的时间。◆ 操作：一位同学捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，你用一只手在直尺的零刻度处做握住木尺的准备。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺。◆ 读数：直尺下落的距离，即为你所捏处的刻度值。◆ 处理：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。◆ 结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。
1．从新闻中经常听到：高空坠物现象被称为“悬在城市上空的痛”。若一个花盆从五层楼的阳台上坠落（不计空气阻力），在其下落过程中，经过t1时间落至三层，再经过t2时间落至地面。关于花盆在t2时间内的运动，下列说法中正确的是（　　）A．是匀速运动 B．是自由落体运动C．不是自由落体运动 D．条件不足，无法判定
【解答】解：A、花盆在t2时间内只受重力，加速度不为零，不是匀速运动，故A错误；BCD、由自由落体运动的定义为只受重力作用并且从静止开始的运动，t2时间内是指从花盆落到第三层开始计时，花盆落到第三层时速度不等于零，故不属于自由落体运动，故B、D错误；故选：C。
2．如图是小球自由下落的频闪照片。频闪仪每隔0.04s闪光一次。照片中的数字是小球距释放点的距离。由题目的已知条件和照片所给的信息，可以判断出（　　）A．照片中数字的单位是mmB．小球受到的空气阻力不可忽略C．无法求出小球运动到A位置的速度D．释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光
【解答】解：A、若释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光且小球做自由落体运动，则第一段时间内的位移： x10＝ gt2/2 m＝9.8×0.042/2=0.00784m＝0.784cm≈0.78cm，可知照片中数字的单位是cm最合适，故A错误； B、设小球运动的加速度为a，根据逐差法可得：a＝ ＝ ＝9.42m/s2＜9.8m/s2，可知小球受到的空气阻力不可忽略，故B正确；C、根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度 等于这段时间内的平均速度，则小球经过A点时的速度为： ，代入数据即可求出小球运动到A位置的速度为vA＝1.53m/s，故C错误；D、若释放小球的瞬间频闪仪刚好闪光且小球做加速度为a的匀加速直线运动，则第一段时间内的位移： x1＝ m＝0.00753m＝0.753cm＜0.78cm，可知频闪仪第一次闪光拍摄的照片后经过一段时间才释放的小球，故D错误。故选：B。
3.在离地面500m处形成的雨滴，从静止竖直向下落到地面的时间为（　）A．小于10sB．等于10sC．大于10sD．约等于10s
【解答】解：假设雨滴做自由落体运动，根据位移﹣时间公式得：h＝ 解得下落时间为：t＝ ＝ s＝10s 而实际是雨滴做先做加速度越来越小，速度越来越大的变加速直线运动，当雨滴重力与其所受阻力平衡时，做匀速直线运动， 所以雨滴全过程的平均速度远小于做自由落体运动的平均速度，故从静止竖直向下落到地面的时间大于10s，故C正确，ABD错误。故选：C。
4．如图所示，用绳拴住木棒AB的A端，使木棒在竖直方向上静止不动，在悬点A端正下方有一点C距A端0.8m．若把绳轻轻剪断，测得A、B两端通过C点的时间差是0.2s，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力．求：（1）木棒AB的长度？（2）D为AB棒上的一点，若AD、DB两段通过C点的时间相同，求AD＝？
【解答】解 （1）设木棒的长度为l，绳子剪断后木棒自由下落，故可将A、B两端分别看做自由下落的质点，它们下落到C点所用时间分别为t1、t2，依题意有： ① ② t1﹣t2＝0.2 ③由①②③得：l＝0.6m，t1＝0.4s，t2＝0.2s；（2）由于AD、DB两段通过C点的时间相同，故时间AD、DB两段通过C点的时间均为0.1s；DC＝解得：DC＝0.45m故AD＝AC﹣DC＝0.8﹣0.45＝0.35m；答：（1）木棒AB的长度为0.6m；（2）D为AB棒上的一点，若AD、DB两段通过C点的时间相同，则AD为0.35m．
5．从离地面125m的空中自由落下一个小球，求：（1）经过多长时间落到地面？（2）自开始下落计时，在第1s内的位移、最后1s内的位移。
【解答】解：（1）由位移公式h＝ ，代入数据解得小球落到地面的时间：t＝5s（2）在第1s内的位移：h1＝因小球共运动5s，前4s位移：h2＝故最后1s的位移：h3＝h﹣h2代入数据解得：h1＝5m，h3＝45m.答：（1）经过5s落到地面；（2）白开始下落3计时，在第1s内的位移为5m，最后1s内的位移为45m。
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、特点： ①从静止开始下落，即初速度v0为零。 ②只受重力。3.运动规律：自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动。 4.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，也叫重力加速度，通常用g来表示。 5.特点： 粗略计算可以取 g =10m/s2 ， 一般取 g = 9.8m/s2 ，方向：竖直向下。纬度越高，重力加速度越大6：基本公式：v ＝ g t h = g t2/2 v2 = 2 g h
1.物体从距地面高20m处开始做自由落体运动，则物体下落的时间是多少（　） A．2s B．3s C．4s D．5s 2．据调查，高空坠物已经成为城市中仅次于交通肇事的伤人行为。2014年4月21日晚上7点，福州市民韩先生正推着摩托车回家，突然之间，“砰”的一声响，一个东西砸到了他的摩托车前轮挡泥板。韩先生仔细一看，吓了一跳，竟然是一把明晃晃的菜刀。假设该菜刀可以看做质点，设该菜刀从8层楼的窗口无初速坠落，则从菜刀坠落到砸中摩托车挡泥板的时间最接近下列时间中的（　　） A．1sB．2s C．3s D．4s 3.用绳拴住木棒AB的A端，使木棒在竖直方向上静止不动，在悬点A端正下方有一点C距A端0.8m．若把绳轻轻剪断，测得A、B两端通过C点的时间差是0.2s，重力加速度g＝10m/s2，求木棒AB的长度？
3.利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。（1）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有 　 　。（填入正确选项前的字母） A．天平 B．秒表 C．米尺（2）实验中打下的一条纸带，O点是重物开始下落时打下的起点，该小组在纸带上选取A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每两个计数点间还有一个计时点（图中未画出），各计数点与起点O的距离如图所示，已知打点计时器工作频率为50Hz，分别计算B、C、D、E、F五个计数点，则当地的重力加速度为 　 　（结果保留3位有效数字）。
4.利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。（1）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有 　 　。（填入正确选项前的字母） A．天平 B．秒表 C．米尺（2）实验中打下的一条纸带，O点是重物开始下落时打下的起点，该小组在纸带上选取A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每两个计数点间还有一个计时点（图中未画出），各计数点与起点O的距离如图所示，已知打点计时器工作频率为50Hz，分别计算B、C、D、E、F五个计数点，则当地的重力加速度为 （结果保留3位有效数字）。