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(共33張PPT)
人教版 必修第一冊
2.4 自由落體運動
第二章 勻變速直線運動的研究
【新課導入】
站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個物體從同一高度同時落下，你認為哪個物體下落得快？
在教室內拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個團。讓紙團和另一張紙在同樣的高度落下，看看哪一個下落得快？
結合實驗及生活中的經驗，討論：什么因素影響物體下落的快慢？
一、自由落體運動
1.輕重不同的物體從同一地點同一高度下落,哪個物體落得快？
2.一紙片下落,與一支筆下落,看到筆下落快,能否說重物落得快？
3.如何說明在沒有空氣阻力的情況下,輕重物體落得一樣快？
【思考與討論】
重的物體下落得快
輕的物體下落得慢
猜 想
邏輯的力量
V12>8
V1=8
V2=4
4問題1：落體運動的快慢與什么有關？
器材：兩張紙
實驗探究一：
結論：重的物體下落得快。（亞里士多德）
器材：兩張紙（輕的一張揉成團）
結論：輕的物體下落得快。
問題2：重的物體一定下落得更快嗎？
實驗探究二：
問題3：沒有空氣阻力，輕重物體誰下落得快？
器材：真空實驗室
結論：沒有空氣阻力，輕重物體下落得一樣快
實驗探究三：
1971年阿波羅飛船登上無大氣的月球后，美國宇航員大衛·斯哥特在月球上同時釋放了一把鐵錘子和一根羽毛， 無數觀眾從屏幕上看到：它們并排下落，同時落到月球表面。
亞里士多德
伽利略
歷史的爭論!
重物和輕物同時落地
實驗+數學
觀察+直覺
重物比輕物下落的快
為了紀念伽利略的偉大貢獻，1993年4月8日，來自世界各地的科學家把木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44 m高處同時靜止釋放，用精密電子儀器和攝像機記錄，結果發現所有小球幾乎同時落地 。
【結論】 影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時，只有在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。
定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，
叫做自由落體運動。
條件: ①只受重力（或空氣阻力相對重力可忽略）
②初速度v0 = 0
自由落體運動的定義
提出問題：
做出猜想：
自由落體運動是什么性質的運動？
自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動？
實驗驗證：方法一
打點計時器
紙帶
重物
x1
x2
x5
x4
x3
5
4
3
2
1
0
自由落體頻閃照片的拍攝
10
2
4
6
8
12
14
16
18
SⅠ
SⅡ
SⅢ
SⅣ
SⅤ
取點
A
B
C
D
E
F
連續相等時間內的位移（cm)
SⅠ
SⅡ =
SⅢ =
SⅣ=
SⅤ=
連續相等時間內的位移差（cm)
SⅡ-SⅠ=
SⅢ-SⅡ=
SⅣ-SⅢ=
SⅤ-SⅣ=
規律
實驗驗證：方法二
取點
A
B
C
D
E
F
連續相等時間內的位移（cm)
SⅠ =1.64
SⅡ =2.72
SⅢ =3.81
SⅣ=4.90
SⅤ=5.99
連續相等時間內的位移差（cm)
SⅡ-SⅠ=1.08
SⅢ-SⅡ=1.09
SⅣ-SⅢ=1.09
初速度為零的勻加速直線運動。
規律
SⅤ-SⅣ=1.09
10
2
4
6
8
12
14
16
18
A(0.54cm)
B(2.18cm)
C(4.90cm)
D(8.71cm)
E(13.61cm)
F(19.60cm)
SⅠ
SⅡ
SⅢ
SⅣ
SⅤ
填入實驗數據
若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=SⅤ-SⅣ=△S在實驗誤差范圍內是定值，就可以說明此運動為勻加速運動。
結論：自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動。
實驗驗證：方法三
智能定位板
v-t圖
結論：
1、自由落體運動是初速度為 0 的勻加速直線運動。
2、加速度相同。
二、自由落體加速度
1. 定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度。
2. 方向：豎直向下。
3. 大小：通過多種方法用實驗測定。
4.在地球上的不同地方 g 值不同。
自由落體加速度
一般取 g = 9.8m/s2 。
粗略計算可以取 g =10m/s2 。
赤道：
g = 9.780m/s2
北京：
g = 9.801m/s2
北極：
g = 9.832m/s2
莫斯科：
g = 9.816m/s2
隨緯度升高，重力加速度增大
→ v ＝ g t
→ h = g t2/2
→ v2 = 2 g h
自由落體的運動規律
1. 速度與時間關系式 v ＝ a t
2. 位移與時間關系式 x = a t2 / 2
3. 位移與速度關系式 v2 = 2 a x
4. 初速度為0的勻加速運動所有特殊規律對自由落體運動均適用。
測定反映時間
①請一位同學用兩個手指捏住木尺頂端
②你用一只手在木尺下部作握住木尺的準備,但手的任何部位都不要碰到木尺。
③當看到那位同學放開手時,你立即握住木尺。
④測出木尺降落的高度
⑤根據自由落體運動知識,可以算出你的反應時間。
方法一
實驗結論：
人的反應時間等于直尺下落的時間
①取兩只秒表，均調零，請一位同學手握一只秒表，站在你眼前。
②同時你手握另一只秒表，做好按下秒表的準備。
③當你看到同學的手在按下秒表時，你立即按下秒表。
④兩秒表上顯示的時間差，即為你的反應時間。
方法二
測量曝光時間
從某磚墻前的高處使一個石子自由落下，拍攝石子在空中的照片如圖。由于石子的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。
已知每塊磚的平均厚度為 6 cm，拍攝到的石子位置 A 距石子起落點的豎直距離約 2 m。怎樣估算這個照相機的曝光時間？
小練習
【解析】曝光時間越短，石子速度變化很小，所以把石子下落的長度除以快門開啟時間認為是石子的速度。石子下落的長度可以利用途中AB的長度與磚塊的平均厚度的對比計算出來，這樣的處理對結果的影響可以忽略不計。

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