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(共26张PPT)
人教版(2019)必修第一册物理高中
2.4 自由落体运动
【新课导入】
站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？
在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？
结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
一、历史上关于落体运动快慢研究
1、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？
2、16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑．
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
世界著名的比萨斜塔实验证明
重的铁球和轻的铁球下落快慢相同
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
重的物体下落得快
轻的物体下落得慢
猜想
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
逻辑的力量
V12>8
V1=8
V2=4
4不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
问题1：落体运动的快慢与什么有关？
器材：两张纸（一厚一薄）
实验探究一：
结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
1、未抽出空气
2、抽出空气
对比以上两次实验，你发现了了什么？
实验：
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
2、特点：
①只受重力
②初速度v0=0
③是一种理想化的物理模型
3、实际的落体运动
在什么情况下可以看作自由落体运动？
G>>f
自由落体运动
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
自由落体加速度
大量实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用用g表示
重力加速度方向竖直向下
大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。
两极 g偏大，赤道g偏小
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
提出问题：
做出猜想：
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？
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
匀变速直线运动
速度公式
位移公式
位移速度公式
平均速度公式
自由落体运动
自由落体运动的规律
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
打点计时器
纸带
重物
x1
x2
x5
x4
x3
5
4
3
2
1
0
0.80
1.98
0.80
3.52
5.39
7.58
1.18
0.38
1.54
0.36
1.87
0.33
2.19
0.34
方法一：
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
赤道：
g = 9.780m/s2
北京：
g = 9.801m/s2
北极：
g = 9.832m/s2
莫斯科：
g = 9.816m/s2
随纬度升高，重力加速度增大
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
自由落体运动的规律
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
V=V0+at
V - V0 =2aX
2
2
X=V0t+ at
2
2
1
g
g
g
V= gt
V = 2gh
2
h= gt
2
2
1
V0=0
a=g
公式转变
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略对自由落体运动的研究
自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。速度应该是均匀变化的
——伽利略
猜想与假说
随时间均匀变化？
随位移均匀变化？
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略的探索之路
困难一.无法直接测定瞬时速度
下落物体的速度是随时间均匀增加的，即
1 .大胆的猜测：
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
困难二 ： 落体运动时间太短，无法准确测量
突破：“冲淡”重力，使其加速度减小，运动减慢
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略对自由落体运动的研究
困难一：速度无法直接测量
突破：间接验证
方案设计
x∝t2
若v0=0，v∝t
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略对自由落体运动的研究
复原的伽利略实验装置
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
将铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据
结果表示为：
伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着θ的增大而增大。
2.实验验证 ：
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略对自由落体运动的研究
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
方案设计
使其加速度减小
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
3.合理外推
伽利略用斜面实验验证了后，怎样说落体运动也符合这个规律？
合理外推：随着角度的增大， 的数值在增大。当θ=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也
伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法：
对现象的
一般观察
提出
假设
运用逻辑
(包括数学)
得到推论
实验
验证
推论
对假
设进
行修
正和
推广

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