鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 匀变速直线运动第5节 自由落体运动精品ppt课件

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知道自由落体运动的条件、特点、性质。知道自由落体运动是匀变速直线运动，知道重力加速度。了解亚里士多德关于物体下落运动的观点和伽利略研究自由落体运动的实验及推理方法。理解自由落体运动是理想化模型，理解自由落体运动的规律，能把相关的比例式应用到实际问题中。通过实验探究自由落体运动经历抽象概括和推理的过程。
秋天，一个美丽的季节，果实沉甸甸地挂在树上，人们还来不及采摘就迫不及待的掉下来了，金黄的叶子也在秋风的吹拂下飘落下来，那么苹果和树叶各做什么运动呢？
不同物体下落的运动快慢与那些因素有关？其下落规律是否相同？
一、自由落体运动的特点
[实验1]：将硬币与纸片同时从等高处释放
[实验2]：将纸片揉成团，与质量较大的纸片从等高处释放
重的物体比轻的物体下落得快。
轻的物体比重的物体下落得快。
[实验3]：牛顿管实验
结论：(1)当玻璃管内有空气时，纸片比硬币下落___得多。(2)抽去玻璃管内部分空气，纸片比硬币下落得还是___，但落地时间相差_____。(3)继续抽取玻璃管内的空气，使其接近真空，纸片与硬币下落的快慢_________。
同一地点，同一高度同时自由下落的不同物体，同时到达地面
定义:在物理学中，将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.
研究：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零的匀加速直线运动
自由落体运动小球的频闪照片
结论：自由落体运动实质上是一种匀加速直线运动
利用给出的下落运动中的频闪照相图片研究( 频闪时间间隔为1/30 s )
2.根据小球在相同时间里下落的位移的规律可判定是否是匀变速直线运动
1.根据频闪照片记录的各时刻小球位置，可直接判定轨迹是直线
例1 关于自由落体运动，下列说法不正确的是(　　)A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C.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D.当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体的自由下落可看成自由落体运动
解析：常规物体只在重力的作用下、初速度为零的运动，叫作自由落体运动，故选项A错误；自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动，故选项B、C正确；自由落体运动是一种理想状态下的物理模型，当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体的自由下落可看成自由落体运动，故选项D正确。
1.自由落体加速度：(1)内涵：物体自由下落时具有的源于____________ ___ 的加速度。(2)大小。①在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同；②随着纬度升高，重力加速度_____，而同一地区高度越大，重力加速度_____，但变化都不大；③一般的计算中，通常g取9.8 m/s2， 在估算时，g还可以取_____ __。 (3)方向：地球上重力加速度的方向总是_________。
二、自由落体运动的加速度
赤道：g=9.780m/s2
北京：g=9.801m/s2
北极：g=9.832m/s2
随纬度升高，重力加速度增大。
莫斯科：g=9.816m/s2
2.自由落体运动的基本公式
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。
操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中手不能上下移动。读数：直尺下落的距离，即后者所捏处的刻度值。处理：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。
原理: 人的反应时间等于直尺下落的时间
例2 关于重力加速度的说法中不正确的是(　　)A.重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2B.在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C.在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同D.在地球上同一地点，离地面高度越大，重力加速度g越小
解析：重力加速度是矢量，方向竖直向下，在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右。在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小。则B、C、D正确，A不正确。
例3 离地500 m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)小球经过多长时间落到地面；(2)落下一半位移的时间；(3)小球落地前最后1 s内的位移。
三、自由落体运动规律探索的回眸
伽利略（1564—1642）意大利物理学家
物体下落的快慢由它们的重力大小决定
物体下落的速度不受其重力大小的影响
（公元前4世纪） 希腊哲学家
小球在斜面上的运动是匀变速直线运动，当倾角为90度时，即物体自由下落时，其比值也保持不变，由此伽利略间接地证明了自由落体是匀变速直线运动。