人教版新教材《自由落体运动》ppt课件1

• 如何验证？
• 得出结论： 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体加速度（重力加速度）g
• 定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速 度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示。
• 方向：竖直向下 • 大小：
g随纬度的增加而增大
由于在地面附近上述变化很小， 如从赤道到两极，重力加速度 只增加0.5%。因此，在一般计 算中都忽略这种变化，而把g 取作9.8m/s2，近似取10m/s2。
自由落体运动的规律
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。
自由落体运动 (v0 = 0, a = g )
一般匀变速运动
自由落体运动
例题训练
高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，则该 鸡蛋对地面产生的冲击力约为多大？ （已知冲击力大小约为落地速度大小的25倍）
v12>8
伽利略的逻辑推理
重物和轻物拴在 一起
重物被轻物拖着 而减慢，轻物被 重物拖着而加快
总质量增加
速度小于重物单 独下落的速度
速度大于重物单 独下落的速度
两个结 论相互 矛盾
伽利略认为只有一种可能：重物与轻物应该下落的同样快。
伽利略的逻辑推理
不同物体，下落的快慢是否相同？
下落物体
纸片
粉笔
一张纸片
(1)v0=0； (2)只受重力作用。 实际上，如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下 落也可以看做自由落体运动。 • 理想化模型
自由落体运动的运动性质
自由落体运动的运动性质
• 猜想： 轨迹—— 直线 运动特征—— 加速? 匀加速 初速度—— 零

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。

2.5自由落体运动
亚里斯多德(Aristotle)的认识
生活中有很多物体下落的现象．如： 树叶从树上飘落、东西从手上掉下、 雨水从空中落下等，不同物体的下落快 慢程度往往不同．决定因素是‥‥‥？
一些落体运动
小石头和树叶举到相同高度，同时由静止开始 个先落地？石头
物体越重，下落得越快
是不是重的物体一定比轻的物
一些落体运动 两张质量不同的值，质量小的揉
成纸团，同高同时静 止释放。
轻的物体下落不一定慢， 重的物体不一定下落得快
伽利略(Galileo)的贡献(1638年)
两个物体mA＞mB 捆在一起从同一高度下落，情
会是怎样呢？
①整体分析：mC=mA＋mB，比两个物体中的任一
都重从而下落的应最快。 ②局部分析：A物体下落的快，受到一个下落得
m
m
人 ［教 名版 师必 课修 堂1教学2］.5人自教由版落必体修运自动由落(共体1运7张动PPTP)T课件 （完整 版PPT)
思考推导
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，匀加速直线运动的规律 在这里教学2］.5人自教由版落必体修运自动由落(共体1运7张动PPTP)T课件 （完整 版PPT)
注：
自由落体运动是一种理想模型，在实际中物体 落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自 落体运动，只有当空气阻力比重力小得多，可
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自由落体加速度（重力加速度） 用g表示，它的方向与重力方向一致，总是竖直

第五节 自由落体运动
教学目的 1、知道物体做自由落体运动的条件。 2、通过实验探究自由落体运动加速度的大小。 3、建立重力加速度的概念，知道重力加速度的大 小、方向的特点。 4、掌握自由落体运动的规律。
教学重点 自由落体运动的定义和规律。
引入：物体下落的运动是日常生活中最常见的一种 运动，如：雨滴的下落，粉笔的下落。
高中物理人教版必修1 2.5自由落体运动(共18张PPT)
例题6：用滴水法可测定重力加速度，做法是：在自来 水龙头下面固定金属盘,使水一滴一滴地落到盘上。 调节水龙头与盘的高度，当听到水滴落在盘上的声 音的同时，刚好有一水滴离开龙头，且水龙头和盘 之间还有一水滴。先用刻度尺量出水龙头口离盘的 高度h。再用秒表计时，计时方法是：当听到某一滴 水滴落在盘上的声音时，开启秒表计时，并数 “ 1 ”，以后听到的滴水声，依次数“2,3.....”一直 数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数 为t。试写出计算重力加速度g的表达式。
高中阶段可用如图所示的装置可测出自由下落的加速度
2、重力加速度的特点： ⑴重力加速度的方向：竖直向下。或垂直水平面向下。 竖直方向：用细绳悬挂重物，当重物静止不动时，绳
子所处的方向叫竖直方向。 水平面：相对地面静止的水（或液体）的表面。 ⑵重力加速度的大小：同一地点重力加速度大小都相
同；不同地方重力加速度大小不同。 同一地方：地方的范围半径远小于地球的半径： ⑶重力加速度随纬度的增加而增大；随高度的增加而
解：设铁链的下端与铁管上端间的距 离为d,则：
d
1 2
gt12 ⑴
（d L1 L2 ) 由题意有：t
12t2gt22t1 ⑵ ⑶
代人数据解得：d 3.2m
高中物理人教版必修1 2.5自由落体运动(共18张PPT)

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

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

其规律与初速度为0的匀加速直线运动相同
(2)整个自由落体运动的平均速度 v 等于末速度v的一半
，也等于中间时刻的瞬时速度v t
2
，即v
v 2
vt
2
(2)在连续相等的时间(T)内位移之差为一恒定值，即Δh
＝gT2
8
新知探究
自由落体运动问题处理方法
首先要根据题意，灵活运用公式，特别是注意如下特殊 问题的求解：对于不可以看作质点的物体的运动，比如铁链 自由下落，计算经过某点所用的时间时，由于它有一定的长 度，经过这一点时不是一瞬间，而是一段时间，解决这类问 题的关键是选准研究过程，找准与这段研究过程的起点和终 点相对应的位移，解答过程中应借助示意图，搞清楚物体运 动的过程，从而达到解决问题的目的
落高度为 h 1 gt2 1 1032 45m
2
2
（2）落地时速度为v＝gt＝10×3＝30m/s
（3）前2s内的位移为 h 1 gt2 1 10 22 20m ，所以最后1s内的位
2
2
移为x＝h－h′＝45－20＝25m
11
新知探究
利用打点计时器测自由落体加速度
实验步骤： （1）把打点计时器竖直固定在 铁架台上，连接好电源 （2）把纸带穿过两个限位孔， 下端通过铁夹将重物和纸带连接起 来，让重物靠近打点计时器
了验证 C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的
平方成正比 D．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)
和谐地结合起来
25
课堂练习 【答案】B 【详解】伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下
落得同样快，故A正确。伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间 成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行合理外推 得到的，故B错误。伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位 移与时间的平方成正比，故C正确。伽利略斜面实验的卓越之处不是 实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想 化推理，伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演) 和谐地结合起来，故D正确

2.条件：
自由落体运动 到底是一种怎样的运动呢？
注意
探究四、自由落体的运动性质
轨迹——
直线
运动特征—
加速?
匀加速
怎样设 计 实 验 ?
设 计 实 验 方 案（一） 用打点计时器
设 计 实 验 方 案（二） 用频闪照相
设 计 实 验 方 案（三） 用光电计时器
二、自由落体的运动性质
自由落体运动
第二章 匀变速直线运动的研究
2.5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
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
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? 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.
v gt
v 2 gh
2
做一做：测反应时间
反应时间：从发现情况到采取行动所经过的时间.
x
做一做：测曝光时间
从某砖墙前的高处使一个石 子自由落下，拍摄石子在空中的 照片如图。由于石子的运动，它 在照片上留下了一条模糊的径迹。 已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子 起落点的竖直距离约 2 m。怎样 估算这个照相机的曝光时间？

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

.
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. °

gt 2
2、速度公式： vgt
3、速度与位移的关系：v2 2gh
例题：雨滴通常从 1 500 m 左右的高度落下， 如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面 ？它落到地面时的速度是多少？
17.5 s 171.5 m/s
讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过 8 m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气 阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到 等于物体的重力。
自由 落 体 运
动
一 片 片 枫 叶 从 树 上 落 下 来
物体下落的快慢 跟重量有关吗？
物体下落的运动 是一种常见的运动
物体下落的快慢跟什么因素有关？
金属块、小石块等密度较大的物 体下落时所受重力远大于空气阻 力，空气阻力可以忽略不计. 可近似看作自由落体运动
一、自由落体运动 1、概念：物体只在重力的作用下 由静止开始的下落运动叫自由落体 运动。 2、条件：只受重力、初速度为0
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/14