物理人教版 (2019)4 自由落体运动教课内容ppt课件

这是一份物理人教版 (2019)4 自由落体运动教课内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了自由落体运动，目标体系构建，素养目标，课前预习反馈，同样快，知识点1，知识点2，重力加速度，竖直向下，不同的等内容，欢迎下载使用。
【课程标准】1．通过实验认识自由落体运动。2．结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
　　　自由落体运动1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重力决定的。2．伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得__________。3．自由落体运动(1)定义：物体只在________作用下从________开始下落的运动。(2)特点①运动特点：初速度等于______的匀加速直线运动。②受力特点：只受________作用。
　　　自由落体加速度1．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都________，这个加速度叫自由落体加速度，也叫______________，通常用g表示。2．方向：____________。3．大小：在地球上不同的地方，g的大小一般是__________，一般计算中g取_______m/s2或10 m/s2。
　　　自由落体运动规律1．自由落体运动实质上是初速度v0＝_____，加速度a＝______的______________运动。
『判一判』(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。(　　)(2)物体在真空中一定做自由落体运动。(　　)(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。(　　)(4)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。(　　)(5)自由落体加速度的方向垂直地面向下。(　　)(6)自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。(　　)
×　×　√　√　×　√　
『选一选』(2022·海南省三亚华侨学校月考)“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内两个轻重不同的物体从顶部下落到底端，下列说法正确的是(　　)A．真空环境下，物体的重力变为零B．重的物体加速度大C．轻的物体加速度大D．两个物体同时落到底端
『想一想』请你根据下图漫画“洞有多深？”提供的情境，回答下列问题：
 (1)他们依据________________规律，估算洞的深度。(2)请你对该方法进行评估：该方法的优点：__________；该方法的不足：__________。(3)若石块自由下落的时间为3 s，估算洞的深度为______m。
解析：(1)自由落体运动(2)该方法的优点：①所使用的仪器设备简单；②测量方法方便；③g的取值熟悉；④运算简便；
一学生将纸巾卷成筒状(长约9 cm，上半部分可用剪刀剪成绒状)，手握纸筒放手后另一学生接住；再同样地将相同长度的糖罐放手后，让另一学生接住。通过实验，为什么能够轻松接住纸巾，而很难接住糖罐？你认为影响物体下落快慢的因素有哪些？
提示：根本原因是纸巾下落时受到的空气阻力相对自身重力大，下落得慢。
1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用。
2．自由落体运动是一种理想化模型(1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。(在地球上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。)(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块在一定范围内可看作自由落体运动。当空气阻力不可忽略时，则不可看作自由落体运动，如：空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。
3．自由落体运动的特点自由落体运动是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。
物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度可能不同。
　　　　　(2022·四川眉山市高一期末)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)A．做自由落体运动的物体不受任何外力B．加速度a＝9.8 m/s2的运动一定是自由落体运动C．自由落体运动是初速度为零的匀加速运动D．做自由落体运动的物体，质量越大，下落得越快思路引导：根据自由落体运动的条件判断。
解析：做自由落体运动的物体只受重力作用，选项A错误；物体只在重力作用下的运动，其加速度均为9.8 m/s2，但不一定从静止开始运动，故加速度为a＝9.8 m/s2的运动不一定是自由落体运动，选项B错误；自由落体运动是初速度为零的匀加速运动，选项C正确；做自由落体运动的物体加速度是恒定不变的，与物体的质量无关，选项D错误。
1．一个长约1.5 m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况。下列说法正确的是(　　)A．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快B．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C．玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快D．玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快
解析：玻璃筒充满空气时，有空气阻力作用，金属片和小羽毛不做自由落体运动，下落也不一样快，A、B错误；玻璃筒抽出空气之后，小羽毛和金属片下落时仅受重力作用，加速度一样大，所以下落一样快，D错误，C正确。
小球自由下落时的频闪照片如图所示，频闪仪每隔 0.04 s闪光一次。如何根据右图的频闪照片求出重物的重力加速度？
一、对自由落体加速度的理解1．产生原因：地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。2．大小：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关。
3．方向①方向竖直向下，不是垂直向下，也不是一定指向地球球心。②由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。
二、自由落体加速度的测量1．利用打点计时器测重力加速度(1)按图示连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端。(2)安装打点计时器时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
(3)应选用质量和密度较大的重物。增大重力可使阻力的影响相对减小；增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。(4)先接通电路再放开纸带。打完一条纸带后立刻断开电源。(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2，求出重力加速度的大小。
　　　　　(2022·全国高一专题练习)如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度(电源频率50 Hz)。
(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________器材。A．秒表B．天平及砝码C．约8 V交流电源D．毫米刻度尺(2)下列实验操作步骤正确的是______。A．实验所用的重物可用实心泡沫球B．应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向C．实验时应先使重物靠近打点计时器再释放，释放后再接通电源D．电源的频率为50 Hz，则打点计时器每隔0.1 s打一个点
(3)实验得到的纸带如下图所示，每2个点取一个计数点，分别标明0，1，2，3，4。测得x1＝30.0 mm，x2＝45.4 mm，x3＝60.8 mm，x4＝76.2 mm。则物体在打下点2时的速度大小为________m/s。物体的加速度大小为________m/s2。(结果保留2位小数)
解析：(1)实验中打点计时器需要约8 V的交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求解瞬时速度和加速度，实验中不需要测量质量，则不需要天平和砝码。故选CD。(2)实验所用的重物应质量大一些，体积小一些，A错误；实验时应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向，B正确；实验时应先使重物靠近打点计时器，接通电源再释放重物，C错误；电源的频率为50 Hz，则打点计时器每隔0.02 s打一个点，D错误。
2．某物理兴趣小组，利用频闪拍照技术和水龙头滴水的方法测量当地的重力加速度。甲同学从一定高度控制水龙头让一滴水滴从高处自由滴落，乙同学控制架设好的相机对下落水滴进行拍照，重复多次拍摄，取最佳拍摄的照片进行分析和计算。已知频闪照相的曝光周期为T＝0.02 s，照片和实物的比例是1∶10，利用毫米刻度尺直接在照片上测量相应的数据x1、x2、x3、x4，如图所示。请根据以上条件回答下列问题：
(1)请写出重力加速度的计算式g＝______________________(用题中给出的字母表示)；(2)照片上O、D间的距离为________cm，根据测得的数据可得重力加速度的大小g＝__________________m/s2(结果保留三位有效数字)。
9.53(9.50～9.70)　
如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。
自由落体运动的规律与应用
请思考：(1)自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？(2)假定水滴从5 m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落的重力加速度约为9.8 m/s2，你能求出水滴落到地面时的速度吗？
　　　　　屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示(g取10 m/s2)，问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？
思路引导：如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，T s末、2T s末、3T s末、4T s末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可用多种方法作出解答。
答案：(1)3.2 m　(2)0.2 s思维升华：运动学问题的求解一般会有多种解法，进行一题多解训练可以熟练地掌握运动学规律。
3．为了制止高楼住户向窗子外随意丢垃圾的陋习，有人提出如下设想：在底层住户窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律发现丢弃物件住户所在的楼层高度。设底层住户窗子上、下边框之间的距离为0.8 m，某日光电探测装置检测到一个下落物经过该窗口的时间为0.025 s，试估计丢弃物件住户所在的楼层高度。g取9.8 m/s2。答案：18层
利用实验探究思想测定重力加速度的大小　　　　某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示，实验器材有铁架台、光电计时器、小球等。铁架台上端固定一个电磁铁，通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落。
(1)先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间Δt，测量出小球释放点距A的距离为h，测出小球的直径d(d远小于h)。则小球运动到光电门处的瞬时速度v＝______，当地的重力加速度g＝______。(用题中所给字母表示)
(3)由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点M(图中未画出)之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间Δt。移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验。利用实验数据绘制出如图乙所示的图像，已知图线的斜率为k，纵截距为b，根据图像可知重力加速度g＝______。
1．(2022·山东滨州市高一期末)山东大学趵突泉校区内，高大的银杏树耸立在校园里，银杏叶片片金黄，挂在枝头干硬的银杏果随着微风进行摇摆，金黄的银杏落叶成为校园秋天里一道美丽的风景线。某银杏树上一个干硬的银杏果从5 m高的树梢由静止下落，银杏果下落到地面的时间为(忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2)(　　)A．0.5 sB．1.0 sC．1.5 sD．2.0 s
2．(2022·浙江嘉兴市高一期末)某研究小组利用弹性绳悬挂智能手机来模拟蹦极运动，并利用手机安装的加速度传感器研究运动中的加速度随时间变化的特征。手机从某一高度由静止开始沿竖直方向上下运动的过程中，从手机屏幕上观察到的加速度随时间变化的图像如图所示。
手机保持静止时，图像显示的加速度值为0，自由下落时，图像显示的加速度值约为－10 m/s2。忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　)A．时间t＝0.50 s时，手机已下降了1.25 mB．时间t＝0.75 s时，手机正向上加速运动C．加速度为30 m/s2时，手机速度最大D．加速度从0持续增至最大的过程中，手机速度一直减小
3．(多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　 　)A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C．自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动
4．a、b两球用长为15 m不可伸长的绳子连接。在距地面足够高的同一位置处，先后由静止释放两球。已知释放a球0.5 s后释放b球，则在b球释放后多长时间绳子被拉直。(空气阻力忽略不计，g取10 m/s2)答案：2.75 s