资源简介

(共43张PPT)
第四节　自由落体运动
第1课时　自由落体运动
[学习目标]
1．知道自由落体运动的条件、性质和特点．　2.掌握自由落体运动的规律，会通过实验测定自由落体运动的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同．　3.了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟他的研究方法．
一、影响物体下落快慢的因素
1．亚里士多德的观点：物体下落快慢是由它们的________决定的．
2．伽利略的研究
(1)归谬：伽利略从__________________的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断．
(2)推断：物体下落快慢与物体的轻重无关．
重量
亚里士多德
二、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．运动性质：初速度为零的匀加速直线运动．
3．在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落可以看作自由落体运动．
重力
静止
三、自由落体运动的规律
1．自由落体运动的加速度
(1)定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都________．这个加速度叫作自由落体加速度，也叫_______________，用符号________表示．
(2)方向：________________．
相同
重力加速度
g
竖直向下
(3)大小
①一般情况g取9.8 m/s2，粗略计算g取10 m/s2.
②g值随纬度升高而增大，随高度升高而减小．
2．自由落体运动的规律
(1)速度公式：vt＝________．
(2)位移公式：s＝____________．
(3)速度位移公式：v2＝2gs.
gt
判断下列说法是否正确．
(1)地球上任一点的重力加速度都相同．(　　)
(2)不同物体的重力加速度都相同．(　　)
(3)加速度为g的运动就是自由落体运动．(　　)
(4)物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动．(　　)
(5)自由落体运动的速度与下落时间成正比．(　　)
×
×
×
×
√
第1课时　自由落体运动
课堂 深度探究
知识点一　自由落体运动的理解
1.如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同.
(1)为什么在抽掉空气的玻璃管中，物体下落快慢相同？
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
［提示］1.(1)因为没有空气阻力(2)空气阻力的作用可以忽略
2.自由落体运动的运动性质是什么？根据你的猜测，如何用s-t图像、v-t图像表达自由落体运动？
［提示］自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动.其s-t图像和v-t图像的形状如图所示.
1．自由落体运动的实质
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，不同的星球上，重力加速度大小一般不同．
2．自由落体加速度——重力加速度
产生
原因 由于地球上的物体受到地球的吸引而产生的
大小 与物体质量无关，与所处地球上的位置及到地面的高度有关，在一般的计算中，g可以取9.8 m/s2或10 m/s2
大小 与纬度
关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小
与高度
关系 在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变
方向 竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的
角度1　自由落体运动的研究
　　　如图所示，大致反映了伽利略对自由落体运动研究的实验和推理过程，下列说法正确的是(　　)
A．实验验证了小球在斜面上运动的位移与时间成正比
B．实验验证了小球在斜面上运动的速度与位移成正比
C．伽利略利用斜面“冲淡”重力，便于测量小球的运动时间
D．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理外推得到的结论
√
[解析]　伽利略通过数学推算并用实验验证了小球在斜面上从静止开始运动的位移与所用时间的平方成正比，故A、B错误；伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“减小”重力作用，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，便于测量小球的运动时间，减小实验误差，故C正确；甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故D错误．
角度2　对自由落体运动的理解
　　　某同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出处于不同状态的四种物体进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动是自由落体运动(　　)
A.从树上飘落的树叶的运动
B．由静止开始下落的小钢球的运动
C．被运动员推出去的铅球的运动
D．从水面自由落到水底的石子的运动
√
[解析]　从树上飘落的树叶，受到的阻力不是远小于其受到的重力，A错误；由静止下落的钢球，初速度为0，G F阻，故可以看成自由落体运动，B正确；被推出去的铅球，初速度v0≠0，C错误；从水面自由落到水底的石子，受到的阻力不是远小于其受到的重力，D错误．
　　　关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)
A．物体质量越大下落得越快
B．物体刚下落时速度和加速度都为0
C．物体下落过程中，加速度越来越大
D．物体下落过程中，相等时间内的速度变化量相同
[解析]　做自由落体运动的物体的加速度均为g，则轻重物体下落得同样快，A错误；物体刚下落时速度为0，但是加速度不为0，B错误；物体下落过程中，加速度始终不变，C错误；物体下落过程中，因加速度不变，则根据Δv＝gΔt可知，相等时间内的速度变化量相同，D正确．
√
知识点二　自由落体运动的规律
请根据匀变速直线运动的规律写出自由落体运动的规律
vt＝gt
Δs＝gT2
　　　(2025·佛山市期中)某探险者在野外想估测一枯井的深度，把一小石块由井口自由释放，约3 s后听到石块直接落到井底的声音，g取10 m/s2，若不考虑声音的传播时间，则井深最接近的是(　　)
A．15 m　　　　　　 B．30 m
C．42 m D．90 m
√
　　用频闪周期为Δt的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片如图所示．关于提供的信息及相关数据处理，下列说法正确的是(　　)
√
知识点三　自由落体运动规律的应用
应用1　等效法的应用
当多个相同的物体分别从同一位置、间隔相同时间开始做自由落体运动时，这多个物体的运动，和一个物体在连续相等时间内的运动是等效的，可以当作一个物体在做自由落体运动，对应不同时刻的运动状态．
　　　一矿井深为125 m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，g取10 m/s2.求：
(1)相邻两个小球开始下落的时间间隔；
[答案]　0.5 s　
(2)此时第5个小球的瞬时速度大小；
[解析]　当第1个小球到达井底时，第5个小球下落的时间为t1＝5 s－0.5×4 s＝3 s
此时第5个小球的瞬时速度为v5＝gt1＝10×3 m/s＝30 m/s.
[答案]　30 m/s
(3)此时第3个小球和第5个小球相隔的距离．
[答案]　35 m
应用2　解决自由落体运动中的“贯穿问题”
　　　(2025·惠州校考期中)如图所示，竖直悬挂的直杆AB长为10 m，在杆的正下方距杆下端5 m处有一长为5 m的无底圆筒CD，若将悬线剪断让杆自由落下，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度大小；
[解析]　根据v2＝2ghBC
解得杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度v＝10 m/s.
[答案]　10 m/s　
(2)从B抵达C到杆全部通过圆筒需要的时间．
[答案]　1 s
综合一练　匀变速直线运动规律在自由落体中的应用
　　某跳伞运动员进行低空跳伞训练．他离开悬停的飞机后可以认为先做自由落体运动，当离地面265 m时打开降落伞做加速度大小为12 m/s2的匀减速运动，速度减为5 m/s 后做匀速运动，随后经过28 s落地．g取10 m/s2.
(1)运动员打开降落伞时的速度是多少？
[答案]　55 m/s　
(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少？
[答案]　416.25 m　
(3)运动员离开飞机后，经过多长时间才能到达地面？
随堂 巩固落实
√
1．(自由落体运动的研究)(2024·广东校联考期中)伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合．下列说法正确的是(　　)
A．伽利略通过逻辑推理的方法否定了“重物比轻物下落得快”这一说法
B．伽利略所处的时代已经可以直接测定瞬时速度
C．伽利略通过逻辑推导出做自由落体运动的物体速度与位移成正比
D．伽利略直接通过实验证实了“一切物体做自由落体运动的加速度相同”这一结论
解析：伽利略的斜面实验研究自由落体运动的特点，先在倾角较小的斜面开始可“冲淡”重力的作用，更容易测时间，再逐渐增加倾角，经过合理的外推得出自由落体运动的位移与时间的平方成正比的结论，并否定了“重物比轻物下落得快”这一说法，但无法通过实验证实“一切物体做自由落体运动的加速度相同”这一结论，故A正确，C、D错误；伽利略所处的时代不可以直接测定瞬时速度，故B错误．
2．(自由落体运动规律的应用)钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时速度大小为30 m/s，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)
A．钢球下落的高度是30 m
B．钢球下落的时间为3 s
C．钢球下落的平均速度是10 m/s
D．钢球最后1 s下落的高度是30 m
√
√
4．(自由落体运动规律的应用)2024年9月21日，2024国际高桥极限运动邀请赛拉开帷幕．某低空跳伞运动员离开大桥后先做自由落体运动，下落速度达到v时打开降落伞，继续匀减速下落高度h到达地面，到达地面时的速度减为kv.重力加速度大小为g.求：
(1)运动员做自由落体运动下落的高度H；
(2)运动员离开大桥后在空中运动的时间t.

展开更多......

收起↑