人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动背景图课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动背景图课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了自由落体运动，亚里士多德，伽利略，历史的争论，实验验证，频闪照相技术，自由落体加速度，自由落体的规律，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

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。
思考：物体下落快慢与什么有关？
器材：两个轻重不同的物体下落
结论：重的物体下落得快。 （亚里士多德）
思考：重的物体一定下落得更快吗？
器材：两张相同重量的纸 （其中一张揉成团）
结论：物体下落快慢与重量无关
思考：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？
结论：没有空气阻力，轻重物体下落得一样快
1971年阿波罗飞船登上无大气的月球后，美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同时释放了一把铁锤子和一根羽毛， 无数观众从屏幕上看到：它们并排下落，同时落到月球表面。
【结论】 影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。
1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(1)运动特点：初速度等于零。
(2)受力特点：只受重力作用。
3.实际落体运动的处理
这种运动只在真空中才能发生，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。
思考：跳伞运动员从飞机上跳下后，在空中下落一段时间再打开降落伞，运动员在空中下落时，可以看成是自由落体运动吗？
提示：运动员下落时，除受重力之外还受到空气阻力作用，一开始的阶段，空气阻力相对重力来说比较小，运动员的下落可近似看作自由落体运动。打开降落伞后，受到的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。
二、研究自由落体运动的规律
1．实验器材打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺。
思考：自由落体运动是什么性质的运动？
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动？
(1)按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。
(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器。
(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，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，重物落地后立刻关闭电源。
(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理。
自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动。
思考：同一地点，不同物体的加速度（大小、方向）相同吗？
思考：各地的自由落体运动都是匀加速吗？
阅读课本第51页的表格《一些地点的重力加速度》精确的实验发现，地球表面不同地方的重力加速度一般是不同的。
思考：重力加速度有何规律？
❶定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。
(1)g值随纬度升高而增大，随高度增加而减小。
(2)一般计算中g可以取9.8m/s2或10m/s2。
【例1】(多选)关于自由落体加速度，下列说法正确的是(　 　)
A．物体的质量越大，下落时加速度就越大B．在同一高度同时由静止释放一大一小两个金属球，二者同时着地，说明二者运动的加速度相同，这个加速度就是当地的自由落体加速度C．北京的自由落体加速度为9.8m/s2，说明在北京做自由落体运动的物体每经过1s速度增加9.8m/sD．北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下
【训练1】(多选)下列关于自由落体运动及重力加速度的说法正确的是(　　)
A．竖直向下的运动一定是自由落体运动B．熟透的苹果从树枝开始下落的运动可被视为自由落体运动C．相同地点，轻、重物体的g值一样大D．g值在赤道处大于在北极处
【例2】某同学用如图所示的装置测量自由落体加速度g，并得到一段纸带。
(1)该实验使用电火花计时器，对于其使用的电源，下列说法正确的是________；A．可以使用两节干电池对其供电B．8V左右的交流电源C．220V的交流电源D．220V的直流电源
(2)关于该实验的操作，下列说法正确的是________；
A．在固定电火花计时器时，应调整计时器上下限位孔在同一竖直线上B．在手松开纸带时，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上C．应该在手松开纸带后再启动计时器D．为了保证纸带竖直下落应该将拉纸带的手靠在电火花计时器限位孔上，再释放纸带
解析　(2)打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，A正确；
在手松开纸带时，应保证纸带与限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，B正确；
应该是先启动计时器后再松开纸带，C错误；
为了保证纸带竖直下落应该将重物靠近电火花计时器限位孔再释放纸带，D错误。
(3)他每两个点取一个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为0.04s，测得AB＝11.63cm，BC＝13.17cm。则打B点时重物的瞬时速度为________m/s，测得的自由落体加速度g＝________m/s2，造成实验误差的主要原因是__________________________(计算结果均保留3位有效数字)。
匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、逐差相等公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。
(1)速度与时间的关系式：v＝ .(2)位移与时间的关系式：x＝ .(3)速度与位移的关系式：v2＝ .
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，把v0＝ 和a＝ 代入匀变速直线运动的公式可得
【例3】一物体自由落体运动，落地时速度是30m/s(g取10m/s2)。问： (1)它从开始下落到地面所需时间； (2)它开始下落时离地面的高度； (3)它在最后1s内下落的高度。
【训练2】(2021·湖北孝昌县第一高级中学高一期中)a、b两个小球重力之比为1∶2，从高度之比为9∶1处它们各自做自由落体运动，则(　　) A．落地时速度之比3∶2B．下落过程重力加速度之比1∶2 C．下落过程中平均速度之比9∶1D．下落时间之比3∶1
运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体加速度：g=9.8m/s2 或g=10m/s2
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
1．(自由落体运动的理解)下列关于自由落体运动的说法正确的是(　　) A．自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 B．从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动 C．在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动 D．只在重力作用下的运动必定是自由落体运动
2．(自由落体加速度的理解)(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是(　　)A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向B．在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大C．在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的D．纬度越低的地方，重力加速度g值越小
解析　重力加速度是矢量，方向总是竖直向下。地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的，地球上不同地方g的大小一般是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g值越小，故选项B、C、D正确。答案　BCD
3．(研究自由落体运动的规律)某物理实验小组利用如图所示装置通过自由落体运动测定重力加速度。已知当地重力加速度g为9.80m/s2，打点计时器频率为50Hz。按实验要求安装好装置，启动计时器，打点稳定后，把小球由静止释放。在纸带上打下一系列的点迹。通过多次实验，得到多条打下点迹的纸带。
(1)纸带的选择：应选择最初两点之间的距离约为__________mm(结果保留1位有效数字)；
解析　(1)根据自由落体位移与时间关系式可知在t＝0.02s内的位移约为2mm，则纸带应选择最初两点之间的距离约为2mm的纸带，这样的纸带打第一个点时的速度为零。
(2)为达到较好的实验效果，小球应该选择________；A．小木球 B．小塑料球 C．小铝球 D．小铁球
解析　(2)为保证小球做自由落体运动，需要小球的重力远大于所受阻力，所以选择密度大的小铁球D。
(3)在选择好的纸带上，测量出各点到第一个点的距离x和对应的运动时间t。在坐标纸上，以x为纵坐标，以________为横坐标，描绘出的图像为一条过原点的直线，测得斜率为k，可测得重力加速度g0＝________；
(4)若测得的加速度g0略小于当地重力加速度g，其原因可能是: ___________________________________________________________________。