（2021新人教版）高中物理必修第一册2.4 自由落体运动ppt课件.ppt

1、2.4自由落体自由落体运动运动 站在高层建筑物上，站在高层建筑物上， 让轻重不同的两个物体从让轻重不同的两个物体从 同一高度同时落下，你认同一高度同时落下，你认 为哪个物体下落得快？为哪个物体下落得快？ 在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一 个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个 下落得快？下落得快？ 结合实验及生活中的结合实验及生活中的 经验，讨论：什么因素影经验，讨论：什么因素影 响物体下落的快慢？响物体下落的快慢？ 影响落体运动快慢的因素可能是影响落体运动快慢的因素可能是空气

2、阻力空气阻力的作用。的作用。 亚里士多德 亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有 关，关，重的物体下落得快。重的物体下落得快。 物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识 却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大 概要算古希腊学者亚里士多德了。概要算古希腊学者亚里士多德了。 树树 叶叶 石石 头头 一、自由落体运动一、自由落体运动 伽利略 例如，假定一块大石头的下落速度为例如，假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头，一块小石头 的下落速度为的下落

3、速度为4，当把两块石头捆在一起时，大石头会被，当把两块石头捆在一起时，大石头会被 小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8； 伽利略认为，根据亚里士多德伽利略认为，根据亚里士多德 “重的物体下落得快重的物体下落得快”的论断，会推出的论断，会推出 相互矛盾的结论。相互矛盾的结论。 v=8m/s v=4m/s 4v8 这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德“重的物体重的物体 下落得快下落得快”的看法是错误的。的看法是错误的。 但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石 头要重，

4、因此整个物体下落的速度应该比头要重，因此整个物体下落的速度应该比8还要大。还要大。 4v8m/s 那么，轻重不同的物体下落的情况到底怎样？下面那么，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。我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。 轻重不同的物体下落快慢的研究轻重不同的物体下落快慢的研究 抽成真空抽成真空 甲，一个两端封闭的玻璃管甲，一个两端封闭的玻璃管(也称牛也称牛 顿管顿管)，其中一端有一个开关，玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管 可以与外界相通。把质量不相同的铁片可以与外界相通。把质量不相同的铁片 和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，和羽毛放

5、到玻璃管中，玻璃管竖直放置， 让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下 落，观察物体下落的情况。落，观察物体下落的情况。 乙，把玻璃管里的空气抽出去，再乙，把玻璃管里的空气抽出去，再 次观察物体下落的情况。次观察物体下落的情况。 有空气有空气 结论：轻的物体和重的物体下结论：轻的物体和重的物体下 落得同样快。落得同样快。 在现实生活中人们在现实生活中人们 之所以看到物体下落的之所以看到物体下落的 快慢不同，是因为空气快慢不同，是因为空气 阻力的影响。阻力的影响。如果没有如果没有 空气阻力，所有物体下空气阻力，所有物体下 落的快慢都一样。落的快慢都一样。 1 1、定义

6、：、定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运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。动叫自由落体运动。 2 2、特点：、特点： 从静止开始下落，即初速度从静止开始下落，即初速度v0为零。为零。 只受重力。只受重力。 在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可在有空气的空间，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。以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 自由落体运动自由落体运动 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？动。那么，它的加速

7、度在下落过程中是否变化呢？ 如图，固定打点计时器，纸带一端系着如图，固定打点计时器，纸带一端系着 重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上 端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，端，启动打点计时器，松手后重物自由下落， 计时器在纸带上留下一串小点。计时器在纸带上留下一串小点。 仿照前面对小车运动的研究，测量重物仿照前面对小车运动的研究，测量重物 下落的加速度。下落的加速度。 改变重物的质量，重复上面的实验。改变重物的质量，重复上面的实验。 研究自由落体运动的规律研究自由落体运动的规律 纸纸 带带 夹夹 子子 重重 物物 打点计时器 二、自由落体加速度二、自

8、由落体加速度 对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点， 一切物体自由下落的加速度都相同。一切物体自由下落的加速度都相同。 方向：竖直向下。方向：竖直向下。 定义：物体在定义：物体在自由落体自由落体运动中的加速度叫作运动中的加速度叫作自由落自由落 体加速度体加速度，也叫作，也叫作重力加速度重力加速度。 符号：通常用符号：通常用g表示。表示。 大小：一般大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算，粗略计算g=10m/s2。 精确的实验发现，在地球表面不同的地方，精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g g的大小的大小 一般是不同的。一般是不同的。 你从表中

9、发现了什你从表中发现了什 么规律吗？你能尝试解么规律吗？你能尝试解 释这个规律吗？尝试解释这个规律吗？尝试解 释就是作出猜想。释就是作出猜想。 重力加速度随纬度的增加而增大重力加速度随纬度的增加而增大。 地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则球体，所以极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。地半径比赤道半径小。 用手机测自由落体加速度（阅读）用手机测自由落体加速度（阅读） 用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下 运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观 察手机屏幕

10、上加速度传感器的图像。察手机屏幕上加速度传感器的图像。 自由落体运动是自由落体运动是初速度为零初速度为零的匀加速直线运动，所以，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。匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。 atvv 0 2 0 2 1 attvx axvv2 2 0 2 hx ga v 0 0 gtv 2 2 1 gth ghv2 2 科学漫步科学漫步 伽利略对自由落体运动的研究（阅读）伽利略对自由落体运动的研究（阅读） 伽利略的逻辑和实验自然伽利略的逻辑和实验自然 使人钦佩，伽利略对运动的使人钦佩，伽利略对运动的 研究，不仅确立了许多用于研究，不仅确立了许多用于

11、 描述运动的基本概念，而且描述运动的基本概念，而且 创造了一套对近代科学的发创造了一套对近代科学的发 展极为有益的科学方法。这展极为有益的科学方法。这 些方法的核心是把实验和逻些方法的核心是把实验和逻 辑推理（包括数学演算）和辑推理（包括数学演算）和 谐地结合起来，从而发展了谐地结合起来，从而发展了 人类的科学思维方式和科学人类的科学思维方式和科学 研究方法。研究方法。 STSE 从伽利略的一生看科学与社会（阅读）从伽利略的一生看科学与社会（阅读） 伽利略是伟大的物理学家和天文学家，伽利略是伟大的物理学家和天文学家， 意大利比萨大学和帕多瓦大学的教授，他意大利比萨大学和帕多瓦大学的教授，他 融

12、会贯通了当时的数学、物理学和天文学，融会贯通了当时的数学、物理学和天文学， 在研究工作中开科学实验之先河，奠定了在研究工作中开科学实验之先河，奠定了 现代科学的基础。现代科学的基础。 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自由 落体运动。 2、特点： 从静止开始下落，即初速度v0为零。 只受重力。 二、自由落体加速度 定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度， 也叫作重力加速度。 符号：通常用g表示。 方向：竖直向下。 大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 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。 atvv 0 2 0 2 1 attvx axvv2 2 0 2 hx ga v 0 0 gtv 2 2 1 gth ghv2 2