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2章匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动知识复习：完成下面配对连线亚里士多德（前384-前322）伽利略（1564-1642）逻辑推理：大石头下落快慢为8，小石头下落快慢为4，把两块石头捆在一起下落快慢为多少？1.跨越时空的对话一、轻重不同的物体下落快慢的研究安徽省宁国中学史俊志重的物体下落的快轻的物体下落的慢真的是这样吗？大石头被小石头拖慢，整体下落快慢小于8。整体质量变得更大，下落快慢会大于8。若v0＝0,且必有t1x1t1x2t1x33x15x1困难二：落体运动太快，无法准确测量时间突破：“冲淡”重力，使其加速度减小困难一：速度无法直接测量突破：间接验证【实验验证】伽利略设计的斜面实验器材.过程实验结论：①_____________________②________________________________小球做匀加速运动同斜面，不同小球，加速度相同【实验验证】质量不同的小球从同一斜面下落，加速度相同；增大斜面倾角，加速度变大；倾角很大，接近落体运动→倾角90°,就是自由落体运动！验证小实验：几乎抽成真空的钱毛管中，金属片和羽毛同时落地。忽略阻力作用，落体运动快慢相同伽利略的研究之路对现象的一般观察提出假设运用逻辑得出结论实验验证修正推广超越伽利略现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计时”“定位”，直接研究落体运动的性质。现代研究落体运动的方法：1.用“自由落体频闪照片”求加速度2.用打点计时器研究纸带求加速度3.其他方法(测速器等)自由落体运动本质上是一种理想状态下的运动，只在没有空气的空间里才能发生。自由落体运动概念定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。在实际情况下，如果物体受到的空气阻力远小于重力，可将物体的下落过程近似看作自由落体运动。物理语言来描述，自由落体运动可能是什么样的运动?加速？匀速？匀加速？用打点计时器测量自由落体运动的加速度频闪照相法测量自由落体运动的加速度用手机传感器测量自由落体运动的加速度⑴如何通过以上数据判断重锤下落的加速度是定值？1.实验：研究自由落体运动的规律安徽省宁国中学史俊志三、自由落体加速度x1x2x3x4x5x6x/cm⑵如何计算加速度的大小？——初速度为零的匀加速直线运动1.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．测量完毕。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．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤。D．扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连。上述实验步骤的正确顺序是_________（填写字母）。（2）图乙中标记的相邻两个计数点之间的时间间限为0.1s，则每两个计数点之间还有___个点未画出。（3）计数点C对应的瞬时速度大小为_________m/s（本小题计算结果保留三位有效数字）。（4）根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小g＝_____m/s2（本小题计算结果保留三位有效数字）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。（计算结果保留三位有效数字）①打出的纸带如图2所示，实验时纸带的____________端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）②纸带上取连续的0至4点为计数点，每相邻两计数点间还有四个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示，打点3时，重锤下落的速度v3=____________m/s。③由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度a=____________。④得到位移时，由于实验者读数产生的误差是____________（选填“偶然”或“系统”）误差。如图所示，某兴趣小组利用手机的连拍功能研究自由落体运动，并求当地的重力加速度。（1）为了减小误差，重物应选______。（填选项前的字母）A．乒乓球B．小木球C．小钢球（2）主要操作步骤如下：①把刻度尺竖直固定在墙上②手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置③捏住小球，小球初始位置对应0刻度，小球从刻度尺旁静止释放相机每隔0.04s拍照一次，照片中的数字是小球距释放点的距离，单位为cm。由本小题的已知条件和照片所给的信息，可以判断小球在A点的速度大小为______m/s（结果保留3位有效数字）。（3）由A点的速度大小，得到当地的重力加速度约为______（结果保留2位有效数字）。1.自由落体加速度：一般计算中：g可以取9.8m/s2或10m/s23.方向：竖直向下2.大小随纬度增大，g变大随高度增高，g变小安徽省宁国中学史俊志三、自由落体加速度也叫重力加速度，用符号g表示。在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。竖直向下——垂直于水平面垂直向下——垂直于接触面匀变速直线运动基本公式v0=0a=g自由落体运动基本公式v=v0+at速度公式：位移公式：速度位移关系：v=gt速度公式：位移公式：速度位移关系：1.钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30m/s，g取10m/s2。求：（1）钢球下落的时间为多少？（2）钢球下落的高度为多少？2.某同学在学过自由落体之后，想用所学知识测量一下自己所在的五楼教室离地面多高，在保证绝对安全的情况下，他从五楼阳台由静止释放了一颗小石子，同时用秒表测得小石子从静止释放到落地的时间为1.7秒，重力加速度为g=10m/s2，求：（1）小石子从静止释放到地面的高度；（2）小石子在落地前1秒内的平均速度。.雨后，屋檐还在不断滴着水滴，如下图所示.小红认真观察后发现，这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。她测得，屋檐到该窗台的距离H=3.2m，窗户的高度为h=1.4m。g取10没m/s2。回答下列问题。（1）水滴下落到达窗台时的速度大小；（2）水滴