自由落体运动课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二章匀变速直线运动的研究

2.4自由落体运动生活中的下落现象导入新课请思考：不同物体下落的有快有慢。是重的物体下落得快呢，还是轻的物体下落得快？

生活中物体下落是一种常见的运动，这种运动有没有一定的规律可循呢？

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，看看哪一个下落得快？

结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？影响落体运动快慢的因素可能是空气阻力的作用。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关，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。树叶石头自由落体运动重物被轻物拖累重物轻物绑一起更重逻辑的力量亚里士多德v12＞8v1=8v2=44<v12<8结论与假设

出现了矛盾！

物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落得越快；反之，则下落得越慢。伽利略老亚，你错了那么，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。轻重不同的物体下落快慢的研究抽成真空

甲，一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管)，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和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。

乙，把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。有空气结论：轻的物体和重的物体下落得同样快。实验演示：

在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫作自由落体运动。特点：①从静止开始下落，即初速度v0为零。②只受重力。

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。

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？

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。

仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。

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

纸带夹子重物打点计时器实验自由落体加速度

对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。③方向：竖直向下。①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。②符号：通常用g表示。④大小：一般g=9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。

你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是作出猜想。①重力加速度随纬度的增加而增大。②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。做一做用手机测自由落体加速度一做很多智能手机都有加速度传感器。安装能显示加速度情况的应用程序，会看到红、绿、蓝三条加速度图线，它们分别记录手机沿图所示坐标轴方向的加速度变化情况。把手机放在水平桌面上，让手机在桌面上沿x轴或y轴方向平移一下，可以看到屏幕上加速度图像的红线或绿线出现一个波峰；把手机平放在手掌上，让手机在竖直方向移动一下，可以看到蓝色图线发生变化。蓝色图线记录手机竖直方向的加速度，测自由落体加速度，就是看蓝色图线。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，观察手机屏幕上加速度传感器的图像。从图中可以看到，蓝色图线有一小段时间的数值是－10m/s2，这就是自由落体的加速度，方向向下。我们还能看到，自由落体之后有一个向上的波峰，这是用手接住手机时手机做减速运动的加速度，方向向上。手机截屏

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。学以致用1、甲重物的重力是乙重物重力的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法正确的是（

）A、甲比乙先落地B、甲比乙的加速度大C、甲、乙同时落地D、无法确定谁先落地C2.关于自由落体运动的加速度，下列说法正确的是（

）A、重的物体下落的加速度大B、同一地点，轻重不同的物体下落的加速度一样大C、加速度在地球任意地方都一样大D、加速度在赤道比在地球两级大B3.一石块从50m高处开始做自由落体运动（g=

10m/s2），则石块下落后(

)

A

．第1s内的位移为10m

B

．第3s末的速度为45m/s

C

．第2s内的平均速度为10m/s

D

．前3s内的平均速度为15m/sD4.（多选）关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动B．仅在重力作用下的运动叫自由落体运动C．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D．当空气阻力的作用较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动CD5.关于伽利略对自由落体运动的研究，说法不正确的是()A．在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证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B6.用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为50Hz。(1)部分实验步骤如下：A.打点完毕，关闭电源，取出纸带B.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔C.启动电源，待打点计时器工作稳定后放开重物D.使重物停靠在打点计时器附近，重物与纸带相连上述实验步骤的正确顺序是________。BDCA(2)图乙中标出的A、B、C、D、E中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则计数点C对应的瞬时速度大小为vC＝_____m/s(计算结果保留三位有效数字)。2.18(3)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小g＝

m/s2(计算结果保留三位有效数字)。9.737.一个物体从h高处自由下落（空气阻力不计），所用的时间是3s，（g取10m/s2）（1）求物体下落的高度h（2）落地时速度的大小（3）物体下