高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动优质课课件ppt

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高中物理新教材特点分析
（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。
ZIYOULUOTIYUNDONG
梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练
1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体加速度的大小 和方向.2.掌握自由落体运动规律，并能解决相关实际问题.3.会通过实验探究自由落体运动的规律，测量自由落体加速度.
1.定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动.2.物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用 ，可以 .
1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都 ，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作 ，通常用g表示.2.方向： .3.大小(1)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐 .(2)一般取值：g＝ 或g＝ .
1.自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为 的 运动.2.匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.3.自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝ ，x＝ .
三、自由落体运动的规律
1.判断下列说法的正误.(1)重的物体总是比轻的物体下落得快.(　　)(2)在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动.(　　)(3)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.(　　)(4)自由落体加速度的方向垂直地面向下.(　　)(5)自由落体运动在1 s内速度增加约9.8 m/s.(　　)(6)在同一地点，轻重不同的物体的g值一样大.(　　)
2.在同一地点，质量为2m的物体A从高h处自由下落，质量为m的物体B从高 h处自由下落，不计空气阻力，则A、B两物体下落的加速度之比为 ；下落时间之比为tA∶tB＝ ；落地前瞬间的速度之比为vA∶vB＝ .
如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同.
答案　因为没有空气阻力
(1)为什么物体下落快慢相同？
答案　空气的阻力作用可以忽略
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
1.自由落体运动的条件：(1)从静止开始下落；(2)下落过程中只受重力.2.自由落体运动是一种理想化的运动模型，实际物体在空中下落时若空气阻力可以忽略，物体的运动可看成自由落体运动.
　(2021·淮安市六校高一上第二次学情调查)关于自由落体运动，下列说法正确的是A.做自由落体运动的物体不受任何外力B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C.只在重力作用下的竖直向下的运动就是自由落体运动D.在自由落体运动过程中，质量不同的物体运动规律不同
二、自由落体运动的实验探究
1.实验器材打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺.2.探究过程(1)按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路.
(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器.
(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源.(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理.
3.数据处理(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离.(2)用vn＝ 求出各点的速度，作v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线.(3)根据v－t图像的斜率求加速度或根据Δx＝aT2计算加速度.4.实验结论自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动.
　如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测得自由落体加速度.
(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 (填字母代号).A.直流电源 B.天平及砝码C.8 V交变电源 D.毫米刻度尺
电磁打点计时器需接8 V交变电源.自由落体加速度与物体的质量无关，所以不需要天平和砝码.计算速度需要测量相邻计数点间的距离，需要毫米刻度尺，故A、B错误，C、D正确.
(2)已知电磁打点计时器的工作频率为50 Hz，实验中得到的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的点，图中四个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为 cm；在打下点D时重物的速度大小为 m/s.重物的加速度大小为 m/s2.该实验中测得的自由落体加速度的值偏小，其主要原因是 .
实验中存在摩擦力及空气阻力
1.自由落体加速度的方向竖直向下2.自由落体加速度的大小(1)在同一地点，重力加速度都相同，与物体的质量、大小等因素均无关.(2)与在地球上的纬度有关①在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大.②赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大.(3)一般计算中g取9.8 m/s2，粗略计算中g取10 m/s2.
关于自由落体加速度，下列说法正确的是A.物体的质量越大，下落时加速度越大B.在同一高度同时由静止释放一大一小两个金属球，二者同时着地，说 明二者运动的加速度相同，这个加速度就是当地的自由落体加速度C.北京的自由落体加速度比广东的稍小D.以上说法都不对
自由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大小，下落时加速度都是g，选项A错误；在同一高度释放的金属球受到的空气阻力远小于金属球的重力，金属球做自由落体运动，故金属球运动的加速度为当地的自由落体加速度，选项B正确，D错误；北京的自由落体加速度比广东的大，选项C错误.
四、自由落体运动的规律
1.运动性质：初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动.2.v－t图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g.3.自由落体运动的基本公式
匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动.
(2022·永安一中月考)从离地面500 m处自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)小球落到地面需要的时间；
(2)开始下落后第1 s内的位移大小和最后1 s内的位移大小；
答案　5 m　95 m
最后1 s内的位移Δx＝x－x9＝500 m－405 m＝95 m.
(3)下落时间为总时间一半时的位移大小.
一小球从距地面某一高度处自由下落，落地时速度大小为20 m/s，不计空气阻力，自由落体加速度g＝10 m/s2，则下列说法正确的是A.小球落地时间为1 sB.小球开始下落时距离地面的高度为10 mC.小球在下落过程中的平均速度大小为20 m/sD.小球在下落的最后1 s内的位移大小为15 m
考点一　自由落体运动与自由落体加速度1.下列关于自由落体运动的说法正确的是A.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动B.从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动C.在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动D.只在重力作用下的运动必定是自由落体运动
自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，故A正确；从竖直上升的热气球吊篮中掉下来的物体具有向上的初速度，所以不是自由落体运动，故B错误；在空气中下落的雪花受到的空气阻力不能忽略不计，不是自由落体运动，故C错误；只在重力作用下但初速度不为零的运动不是自由落体运动，故D错误.
2.(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是A.重力加速度g是标量，只有大小，没有方向B.在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大C.在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的D.纬度越低的地方，重力加速度g值越小
重力加速度是矢量，方向总是竖直向下.地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的，地球上不同地方g的大小一般是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g值越小.故选B、C、D.
3.(多选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是
自由落体运动的速度公式为v＝gt，可知t＝0时v＝0，且v与t成正比，故A错误，B正确.自由落体运动的加速度恒为g，故C正确.
考点二　自由落体运动规律的应用4.在某静止的塔吊顶上操作工人不小心掉落一串钥匙，忽略空气对钥匙的作用力，2 s末钥匙落地，重力加速度g＝10 m/s2，则塔吊顶离地面的高度约为A.20 m B.25 mC.40 m D.45 m
7.(2022·安徽省宣城中学高一阶段练习)人从发现情况到采取相应行动所用的时间叫反应时间.如图，同学甲两个手指捏住刻度尺一端，刻度尺零刻度线一端靠近地面，由于刻度尺零刻度处有破损，同学乙在刻度尺5 cm刻度处做握尺准备，且手的任何部位都与刻度尺不接触.当乙看到甲放手时，立即握住刻度尺，发现所握处刻度值为45 cm，g取10 m/s2，则同学乙的反应时间约为A.0.2 s B.0.3 s C.0.4 s D.0.5 s
8.(2021·无锡市高一上期末质量抽检)某物体做自由落体运动，g取10 m/s2，则A.第2 s内的平均速度为10 m/sB.第3 s内的位移为45 mC.后一秒内的位移总比前一秒内的位移多5 mD.后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10 m/s
由Δx＝gt2得，后一秒位移比前一秒位移多10 m，选项C错误；平均速度等于时间中点的瞬时速度，那么前一秒的中间时刻与后一秒的中间时刻的时间差为1 s，即后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10 m/s，选项D正确.
9.(2022·北京新学道临川学校月考)从某一高度相隔1 s释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，则在空中任一时刻A.甲、乙两球距离越来越大，甲、乙两球速度之差越来越大B.甲、乙两球距离始终保持不变，甲、乙两球速度之差保持不变C.甲、乙两球距离越来越大，但甲、乙两球速度之差保持不变D.甲、乙两球距离越来越小，甲、乙两球速度之差越来越小
10.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则A.小球在第2 s末的速度是20 m/sB.该星球上的重力加速度为4 m/s2C.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/sD.小球在前5 s内的位移是100 m
11.一个物体从45 m高处自由下落(空气阻力不计，g＝10 m/s2)，求：(1)物体下落所用的时间；
(2)前2 s内物体的平均速度大小；
(3)最后1 s内物体下落的位移大小.
最后1 s内下落的位移为总的位移减去前2 s内的位移，前2 s内的位移为：h1＝20 m所以最后1 s内的位移为Δh＝h－h1＝45 m－20 m＝25 m.
12.(2022·陕西省汉中中学高一阶段练习)如图甲所示为“用电火花计时器测当地重力加速度”的实验装置图(已知打点频率为50 Hz)，则(1)实验需要的电源为 (填“交流”或“直流”)电源，电压为 V.
需要的电源为交流电源，电压为220 V；
(2)实验时下面的步骤先后顺序正确的是 .
A.先释放纸带，后接通打点计时器电源B.先接通打点计时器电源，后释放纸带
先接通打点计时器电源，后释放纸带，B正确；
(3)如图乙所示为实验中选出的一条点迹清晰的纸带，已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为 m/s，所测得的重力加速度大小为 m/s2.(计算结果均保留三位有效数字)
打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为
所测得的重力加速度大小为