高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动备课课件ppt，文件包含24自由落体运动教学课件教学无忧2022-2023学年高一物理同步精品备课人教版2019必修第一册pptx、04用打点计时器研究自由落体运动_标清00_00_00-00_02_02wmv、24自由落体运动教学资源-1NASA全球最大的真空实验室------羽毛保龄球自由落体实验_高清mp4、自由落体-频闪摄影mp4、自由落体运动-自由落体闪频照片的拍摄swf等5份课件配套教学资源，其中PPT共30页， 欢迎下载使用。

思考问题：轻的物体与重的物体哪个下落的快？
实验1:重量大的粉笔和轻薄纸片谁下落得快?实验2:同样重量的薄纸团和薄纸呢?
重量大的粉笔，下落的快
空气阻力对运动快慢有影响
无空气影响时，物体下落的快慢？
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。
结论与假设 出现了矛盾！
同时释放外形体积大小材料相同但质量不同的两个小球同时落地
物体下落快慢与轻重无关
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
注意：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
（１）、物体只受重力作用 
（２）、物体由静止开始下落
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？
仪器：铁架台、重锤、夹子、纸带、打点计时器、交流电源、刻度尺
1.将计时器竖直固定在铁架台上
2.竖直提起纸带，使重物靠近计时器下端
3.先打开打点计时器，再松开纸带
4.关闭电源，取下纸带
5.更换重物，重复另打一条纸带
在误差允许的范围内，连续相等时间间隔的位移之差是一个常数。
说明：自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动！
物体做自由落体运动时的加速度叫做自由落体加速度或重力加速度，用字母g表示。
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，是一个定值，与物体的轻重无关，与物体下落的高度无关。
①地球上不同的地方，g值略有不同，一般的计算中，可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2。 ②题目有说明时g按照说明取值；题目没有说明时，g以计算简单为原则取值；需精确计算时取g=9.8 m/s2。③题目中有字母出现时，g不用具体数据代入。
你能发现地球上不同位置g值的分布规律吗？
④纬度越大，重力加速度越大。
总结：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。
6、自由落体运动的研究
实验：用频闪照相测自由落体加速度
7、伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
困难二：落体运动时间太快，无法准确测量
突破：利用斜面“冲淡”重力，使其加速度减小
质量不同的小球沿同一斜面下落，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900，就是自由落体运动
做自由落体运动的物体加速度相同
伽利略的研究方法：实验+逻辑推理
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
【例1】[江西宜丰中学2020高一上月考]关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　)A．在空气中不考虑空气阻力的运动就是自由落体运动B．做自由落体运动的物体在相同的时间内速度的增加量相等C．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度大D．质量大的物体，重力加速度g大
解析：物体只受重力作用从静止开始竖直下落的运动是自由落体运动，故A错误；根据v＝gt 可知，做自由落体运动的物体在相同的时间内速度的增加量相等，故B正确；根据v2＝2gh 知，自由落体运动的落地速度与物体质量无关，故C错误；做自由落体运动的物体下落加速度与所处位置有关，与质量无关，故D错误．
【变式训练2】[上海嘉定区封浜高级中学2020高一上期中]两个小球从不同高度处自由下落，结果同时到达地面，下列选项的四幅图中，能正确表示它们的运动的是(　　)
解析：由题意可知，两个小球从两个不同高度处自由下落，初速度为零，同时到达地面说明两球不是同时下落，且高度大的小球应先下落，则其在v－t图象中图线与t轴所包围的图形面积应大一些；在下落过程中两者的加速度相同，则图象斜率相同，两图线应平行，则A、B错误；高度大的小球运动时间长，则末速度要大一些，而D中二者末速度相同，故D错误，C正确．
【例2】[天津2020高一上期末]物体从h高度处做自由落体运动，经时间t到达地面，落地速度大小为v，物体下落时间为 时，物体的速度和距离地面的高度分别是(　　)
解析：根据v＝gt可知，在 时和t时的速度比为1∶3，所以 时的速度为 ；根据公式 可知，在0～ 内和0～t内的位移比为1∶9，所以0～ 内的位移为 ，此时距离地面的高度为 ，故D正确，A、B、C错误．
【变式训练3】一名航天员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则(　　)A．小球在2 s末的速度大小为20 m/sB．小球在第5 s内的平均速度大小是3.6 m/sC．该星球上的重力加速度大小为5 m/s2D．小球在5 s内的位移大小是50 m
解析：小球第5 s内的位移为前5 s内的位移与前4 s内的位移之差，故有 ，解得g′＝4 m/s2，故小球在2 s末的速度大小为v＝g′t＝8 m/s，小球在第5 s内的平均速度大小为 ，小球在5 s内的位移大小为 ，故D正确．
例3.[山东肥城六中2020高一上月考]某同学用如图甲所示装置测定重力加速度的大小，已知打点计时器的频率为 50 Hz，请回答：(1)除电火花计时器、纸带、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有________(填选项代号)．A．电压为6 V的交流电源 B．电压为220 V的交流电源 C．刻度尺 D．停表(2)打出的纸带如图乙所示，可以判断实验时重物连接在纸带的________端．(填“左”或“右”)(3)根据电火花计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测得的物理量是________．A．加速度　　B．速度　　C．位移　　D．平均速度(4)已知纸带上记录的点为电火花计时器连续打出的点，则电火花计时器在打C点时重物的瞬时速度大小为________m/s，所测得的重力加速度大小为________m/s2.(结果均保留三位有效数字)
解析：(1)电火花计时器需要接220 V交流电源，故A错误，B正确；打出的纸带需要用刻度尺测量点间的距离，故C正确；使用电火花计时器可以得出时间，所以不需要停表，故D错误．(2)因为重物做加速运动，所以在纸带上打出的点间距越来越大，所以重物连接在纸带的左端．(3)电火花计时器打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为0.02 s，所以数出两点间的点迹个数就可以知道对应的运动总时间，用刻度尺可以直接测出位移；而平均速度等于位移除以时间，需要用公式计算；瞬时速度根据匀变速直线运动的中间时刻速度等于该过程中的平均速度求解，也需要用公式计算；加速度可以根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝gT2求出，也需要用公式计算，故C正确，A、B、D错误．(4)匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故电火花计时器打C点时的速度等于AE段平均速度，故 ， 根据公式Δx＝gT2 可得 ，代入数据可得
【例4】[广东实验中学2020高一上期中](多选)关于竖直上抛运动，下列说法正确的是(　　)A．做竖直上抛运动的物体先后两次经过同一位置时速度相同B．做竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点所用的时间相等C．以初速度v0做竖直上抛运动的物体上升的最大高度为D．在上升过程、下落过程、最高点时物体的加速度都是g
解析：做竖直上抛运动的物体两次经过同一点时，速度一定是大小相等，方向相反，故A错误；因竖直上抛运动的加速度相同，由对称性可知，物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等，故B正确；由v2＝2gh可得，以初速度v0做竖直上抛运动的物体上升的最大高度为 ，故C正确；无论上升、下降过程还是在最高点时，物体的加速度一直保持不变，均为重力加速度，故D正确．
【变式训练4】[湖南长沙雅礼书院中学2020高一上期中](多选)在不计空气阻力的情况下，某物体以30 m/s的初速度从地面竖直上抛，取重力加速度g取10 m/s2，则下列判断正确的是(　　)A．物体在3 s末上升到最高点B．第2 s末和第4 s末物体的速度相同C．前4 s内物体的平均速度大小为10 m/sD．前4 s内物体的位移大小为50 m
解析：根据速度—时间的关系式v＝v0－gt，代入数据可知物体在3 s末上升到最高点，故A正确；第2 s末的速度为v2＝v0－gt2＝30 m/s－10×2 m/s＝10 m/s，第4 s末的速度v4＝v0－gt4＝30 m/s－10×4 m/s＝－10 m/s，所以第2 s末与第4 s末物体的速度大小相同，方向相反，故B错误；竖直上抛运动是初速度向上．加速度向下的匀变速直线运动，而对于匀变速直线运动，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，故前4 s内的平均速度等于第2 s末的瞬时速度，故v4＝v2＝10 m/s，故C正确；根据平均速度公式可得前4 s内物体的位移为x4＝v4t4＝10×4 m＝40 m，故D错误．