高一物理必修一 自由落体运动

1、2021/3/91自由落体运动自由落体运动2021/3/92问题问题1： 物体从空中由静止开始下落，重物体从空中由静止开始下落，重的下落得快还是轻的下落得快？的下落得快还是轻的下落得快？2021/3/93公元前公元前4 4世纪的古希世纪的古希腊哲学家腊哲学家亚里士多德亚里士多德物体越重物体越重,下落越快下落越快.我反对你我反对你的看法的看法! !意大利物理学家意大利物理学家伽利略伽利略2021/3/942021/3/95实验与探究实验与探究、实验器材：、实验器材：两枚相同的硬币，两张与硬币两枚相同的硬币，两张与硬币大小一样的纸片，一个作业本以及一张从该作大小一样的纸片，一个作业本以及一张从该作

2、业本上撕下来的纸业本上撕下来的纸、实验要求：、实验要求：以小组为单位设计实验，比较以小组为单位设计实验，比较两个物体在空中从两个物体在空中从同一高度从静止开始同一高度从静止开始下落时下落时落地的快慢落地的快慢比比看，谁设计得多比比看，谁设计得多,设计得巧？设计得巧？2021/3/96、要求比较的种类：、要求比较的种类：轻重不同的两个物体轻重不同的两个物体轻重相同的两个物体轻重相同的两个物体重的下落得快重的下落得快轻的下落得快轻的下落得快下落得一样快下落得一样快下落得一样快下落得一样快下落快慢不一样下落快慢不一样2021/3/97物体下落过程中的运动物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。情况

3、与物体的质量无关。2021/3/98问题问题2： 是什么因素导致物体下落是什么因素导致物体下落快慢不同？快慢不同？物体所受阻力的大小不同？物体所受阻力的大小不同？物体所受阻力的影响不同？物体所受阻力的影响不同？2021/3/99问题问题3： 比较两个物体的受力情况。比较两个物体的受力情况。作业本作业本作业本中的一张纸作业本中的一张纸重力重力G 阻力阻力F 重力重力G 阻力阻力F 2021/3/910 导致物体下落快慢不导致物体下落快慢不同的原因是所受空气阻力同的原因是所受空气阻力的影响不同。的影响不同。2021/3/911比萨斜塔实验比萨斜塔实验2021/3/912牛顿管牛顿管 一端封闭，另一

4、一端封闭，另一端有开关的玻璃管，端有开关的玻璃管，里面装着形状和质量里面装着形状和质量都不同的铁片和羽毛。都不同的铁片和羽毛。只要把牛顿管竖起来只要把牛顿管竖起来, ,铁片和羽毛就会同时铁片和羽毛就会同时从静止开始下落。从静止开始下落。 2021/3/9131971年，美国宇航年，美国宇航员斯科特在月球上员斯科特在月球上让一把锤子和一根让一把锤子和一根羽毛羽毛同时同时下落，观下落，观察到它们察到它们同时同时落到落到月球表面。月球表面。2021/3/914 物体仅在重力作用下，从静物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫止开始下落的运动，叫自由落体自由落体运动。运动。 现实中，如果物体所受空

5、气阻力远现实中，如果物体所受空气阻力远小于重力（即影响很小），也可近似小于重力（即影响很小），也可近似认为只受重力作用。认为只受重力作用。 从同一高度同时作自由落体运动的从同一高度同时作自由落体运动的任何物体同时下地。任何物体同时下地。2021/3/915问题问题4：一张张开的纸片在空中从静止开始一张张开的纸片在空中从静止开始下落能否被看成是自由落体运动？下落能否被看成是自由落体运动？你有什么方法能使纸片做自由落体你有什么方法能使纸片做自由落体运动？运动？2021/3/916练习：练习：在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下

6、落，下列说法中正确的是（同时从静止开始下落，下列说法中正确的是（ ）A A、重的石块先着地、重的石块先着地B B、轻的木块先着地、轻的木块先着地C C、在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度，相、在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度，相同的位移同的位移D D、二者在下落这段时间内的平均速度相等、二者在下落这段时间内的平均速度相等C C、D D2021/3/917请讨论与交流：请讨论与交流：大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分进入

7、大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分小陨石还没有到达地面便已经烧毁。现在人类向小陨石还没有到达地面便已经烧毁。现在人类向天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进入大气层后的运动是自由落体运动吗？入大气层后的运动是自由落体运动吗？2021/3/918实验与探研实验与探研6.0mm22.2mm50.0mm94.0mm153.8mm2021/3/919S(mm)6.022.250.094.0153.8t(s)0.040.080.120.160.20T2(10-3)1.66

8、.414.425.640.0aS/t150262.5317.8587.5768S/t2(103)3.73.53.43.63.8方法方法1：计算法：计算法结论：结论：st22021/3/920方法方法2：图象法：图象法St图象图象2021/3/921猜想猜想：物体做自由落体运动时，不是匀速直线运动，：物体做自由落体运动时，不是匀速直线运动，而是一种变速直线运动，会是什么样的变速运动呢？而是一种变速直线运动，会是什么样的变速运动呢？会不会是简单的会不会是简单的匀变速直线运动匀变速直线运动呢？呢？证明证明：假设自由落体运动是匀变速直线运动，则有：假设自由落体运动是匀变速直线运动，则有：tvtvvat

9、t0atvt所以2021/3/922计算下列各式：1+2+3+4+5+6=2+4+6+8+10=1+2+4+5+8+10t vs 怎样求怎样求平均速平均速度呢？度呢？21626130521023362101平均值平均值2021/3/923计算它们的平均值：0，0.04a，0.08a，0.12a，0.16a，0.20aaav10. 0220. 00v0vt20tvvv即202122attvtvvstt返回2021/3/924自由落体运动规律：自由落体运动规律：221gtsgtvtg g为重力加速度为重力加速度: :与物体的质量无关，由地理位置决定与物体的质量无关，由地理位置决定一般一般g=9.8

10、m/s2自由落体运动自由落体运动是初速度为是初速度为0、加速度为、加速度为g g，的匀加，的匀加速直线运动。速直线运动。海拔高度越高，海拔高度越高，g g越小；纬度越高，越小；纬度越高，g g越大。越大。2021/3/925 地地 点点 纬纬 度度重力加速重力加速(ms-2) 特特 点点 赤道赤道 0 9.780 最小最小 广州广州2306 9.788 武汉武汉3033 9.794 上海上海3112 9.794 东京东京3543 9.798 北京北京3956 9.801 纽约纽约4040 9.803 莫斯科莫斯科 5545 9.816 北极北极90 9.832 最大最大2021/3/926北极

11、g=9.832m/s2北京g=9.801m/s2赤道g=9.780m/s2祁连g=？2021/3/927自由落体运动的应用（一）自由落体运动的应用（一）测当地的测当地的g g2021/3/928自由落体运动的应用（二）自由落体运动的应用（二）测反应测反应时间时间用一长刻度尺，记录下落位移，用一长刻度尺，记录下落位移，根据自由落体运动规律和已知的根据自由落体运动规律和已知的g g值来计算反应时间值来计算反应时间t t2021/3/929如图请一位同学用两个手指捏如图请一位同学用两个手指捏住直尺顶端，你用一只手在直住直尺顶端，你用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，但尺下部做握住直尺的准备，但手的任何部位都不要碰到直尺。手的任何部位都不要碰到直尺。当看到那位同学放开手时，你当看到那位同学放开手时，你立即握住直尺，测出直尺降落立即握住直尺，测出直尺降落的高度，根据自由落体运动的的高度，根据自由落体运动的知识