自由落体运动讲义
自由落体运动(讲义)(原卷版)
第二章匀变速直线运动的研究自由落体运动情境导入据(伽利略传》记载，1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，得出了重量不同的两小铁球下落时间相同的结论，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误给论。
知识点一、自由落体运动☆1.自由落体运动的认识过程（1）亚里士多德的观点古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，重的物体比轻的物体下落的快。
（2）伽利略的推断2.自由落体运动定义物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动 条件①受力条件：只收重力作用 ②运动条件：初速度v 0=0 性质 初速度为零的匀加速直线运动 3. 自由落体运动是一种理想化的物理模型（1）这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。
在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止的下落才可看做自由落体运动，如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。
（2）当空气阻力远小于物体的重力时，可以认为物体只受重力作用，此时物体由静止下落的运动就可以看做自由落体运动。
【例1】下列运动中可看作自由落体运动的是（ ）A ．从树上随风飘下的树叶B ．斜风中洒落的小雨点C ．阳台上掉下的花盆D ．飞机上投下的炸弹【变式】下列运动可以看作自由落体运动的是（ ）A ．跳伞运动员下落的运动B ．树上随风飘下的树叶C ．雨滴从树梢上滴落D ．雨滴从云层上下落 知识点二、自由落体运动的规律☆☆☆ 1. 自由落体运动的加速度定义在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度 ，通常用g 表示。
方向竖直向下 大小通常情况下取g ＝9.8 m/s 2或g ＝10 m/s 2，如没有特殊说明，都按g ＝9.8 m/s 2进行计算。
变化与纬度的关系 在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小 与高度的关系 在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变 测量 可利用打点计时器、频闪照相法活滴水法等测量g 的大小2. 自由落体运动的规律由于自由落体运动是v 0=0，a=g 的匀加速直线运动，故初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速直线运动的相关推论对自由落体运动都使用。
自由落体运动ppt课件(PPT演示)
解析自由落体运动的加速度： 在地球表面附近，自由落体 运动的加速度约为9.8m/s²， 这是一个恒定的值，不随物 体质量、形状等因素改变。
解析自由落体运动的时间、 速度和位移计算：时间可以 通过公式t=√(2h/g)计算，其 中h为下落高度，g为重力加 速度；速度可以通过公式 v=gt计算，其中t为下落时间； 位移可以通过公式h=1/2gt² 计算，其中t为下落时间，g 为重力加速度。
更精确的测量技术
随着科技的发展，未来有望出现更精确的测量技术，以进一步提高自 由落体运动的实验精度。
更深入的理论研究
当前对自由落体运动的理论研究仍有一定的局限性，未来有望通过更 深入的研究，揭示更多自由落体运动的规律和性质。
更广泛的应用领域
随着对自由落体运动认识的加深，其应用领域也将进一步拓宽，有望 在更多领域发挥重要作用。
4. 打点计时器在纸带 上打下一系列点迹；
实验器材与步骤
6. 选取一条点迹清晰的纸带，用刻度 尺测量各点迹间的距离；
7. 根据测量数据计算重力加速度的值。
实验数据分析与结论
数据分析
根据测量得到的位移和时间数据，可以 绘制出位移-时间图像或速度-时间图像， 进一步处理数据可以得到重力加速度的 值。通过对比不同纸带上的数据，可以 分析实验结果的稳定性和可靠性。
05 自由落体运动的常见问题 与解析
自由落体运动中的常见问题
01
02
03
04
什么是自由落体运动？
自由落体运动的加速度 是多少？
自由落体运动的时间、 速度和位移如何计算？
哪些因素会影响自由落 体运动？
问题解析与答案
解析什么是自由落体运动： 自由落体运动是指物体在仅 受重力作用下从静止开始下 落的运动。
自由落体运动 讲义--高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
第2.4课 自由落体运动【课前预习】 2.15 自由落体运动 1.定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 2.条件 1）初速度v 0＝0． 2）只受重力 3.特点 1）初速度为02）加速度为g 的匀加速直线运动4.重力加速度g1）g 的方向：竖直向下(因为地球是个巨型球体，所以各处的重力加速度方向是可以不同的，而且大多时候是不指向地心)． 2）计算中常取g ＝9.8m /s 2，粗略计算中可取g ＝10m /s 23）在地球上同一地理位置，g 的值不变，纬度不同，g 值不同，随着纬度的增加而增加，随高度的增加而减小。
4）g 的测定方法：纸带数据分析法 5.规律1）v ＝gt2）h ＝12gt 23）v 2＝2gh6推论1）连续相等时间T 内的高度差：2h gt =∆ 2）平均速度：2v v =-3）初速度为零匀变速直线运动的推论都适用【2.15-1】每隔一段时间就有一滴水从屋檐滴下，当第5滴水正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m 的窗子的上、下沿，g 取10m/s 2，问： (1)滴水的时间间隔是多少？ (2)此屋檐离地面多高？ (3)第一滴水落地的速度是多少？【答案】(1)T =0.2s ；(2) 3.2m h =；(3)8m/s v =【详解】(1)设滴水的时间间隔为T ，知窗子的高度等于自由下落3T 内的位移减去2T 内的位移．有2211321m 22g T g T -=（）（）解得T =0.2s(2)水从屋檐下落到地面的时间t =4T2114100.64 3.2m 22h g T ==⨯⨯=（）(3)根据速度与位移的关系可知22v gh =解得8m/s v =2.16 竖直上抛运动★ 1.定义 物体只受重力，初速度不为0，且方向竖直向上 2.性质 加速度为g 的匀变速直线运动3.特征加速度为g ，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动 （1）速率对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向 （2）时间对称：上升和下降过程经过同一段高度所用的时间相等 （3）位移对称：“上升阶段”和“下降阶段”经过同一位置的位移大小相等，方向相同4.规律1）速度公式：v ＝v 0－gt 2）位移公式：h ＝v 0t －21gt 2 3）速度位移关系式：v 2－v 20＝－2gh .5.推论1）上升的最大高度：gv H 220=2）上升到最高点所用时间：gv t 0=. 3）落会原位置的速度为：v= -v 04）上升和下降的时间具有对称性，上升时间等于下降时间6.处理方法1）分段法（1）上升过程（取竖直向上为正方向）：匀减速运动，v t =v 0−gt ，h =v 0t −12gt 2（2）下落过程（取竖直向下为正方向）：自由落体运动，v t =gt ，h =12gt 22）整体法全过程是加速度a=－g （取竖直向上方向为正方向）的匀变速直线运动，v t =v 0−gt ，h =v 0t −12gt 2。
《自由落体运动规律》 讲义
《自由落体运动规律》讲义一、什么是自由落体运动在我们的日常生活中，经常能观察到物体下落的现象。
比如，从树上掉落的苹果，从高楼扔下的纸团等等。
当一个物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，就被称为自由落体运动。
要注意的是，自由落体运动有两个重要的前提条件：一是只受到重力的作用；二是初速度为零。
想象一下，在一个没有空气阻力的理想环境中，一个铁球和一片羽毛同时从同一高度静止释放，它们会同时落地。
但在现实生活中，由于空气阻力的存在，羽毛下落的速度会明显慢于铁球。
二、自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度被称为重力加速度，通常用字母“g”表示。
在地球上，重力加速度的值大约是 98m/s²。
不过，这个值会随着地理位置的不同而略有差异。
比如，在赤道附近，重力加速度会稍微小一些；在两极地区，重力加速度则会稍微大一些。
重力加速度的方向始终是竖直向下的。
这意味着，在自由落体运动中，物体的速度会不断增加，且增加的方向是竖直向下的。
三、自由落体运动的速度既然自由落体运动的加速度是恒定的，那么根据加速度的定义，我们可以推导出自由落体运动中物体的速度变化规律。
假设物体下落的时间为 t ，则经过时间 t 后，物体的速度 v 可以用公式 v ＝ gt 来计算。
这意味着，物体下落的时间越长，其速度就越大，且速度与时间成正比。
比如说，一个物体自由下落 1 秒后，其速度就是 98m/s ；下落 2 秒后，速度就是 196m/s 。
四、自由落体运动的位移对于自由落体运动中物体下落的位移，我们也可以通过公式来计算。
位移 s 可以用公式 s ＝ 1/2gt²来表示。
从这个公式可以看出，物体下落的位移与时间的平方成正比。
也就是说，时间增加一倍，位移会增加到原来的四倍。
例如，如果一个物体在 1 秒内下落的位移是 49 米，那么在 2 秒内下落的位移就是 196 米。
五、自由落体运动的几个重要推论1、相邻相等时间内的位移差恒定假设在时间 t 内，物体下落的位移为 s₁，在时间 2t 内，位移为s₂，那么在第一个 t 时间内的位移为 1/2gt²，在第二个 t 时间内的位移为 3/2gt²，位移差为Δs ＝ gt²，是一个恒定的值。
自由落体运动(高中物理教学课件)完整版
实验方案二：利用频闪照片
结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线 运动.
二．实验探究自由落体运动的性质
12.70cm 9.65cm 6.92cm 4.60cm 2.69cm 1.10cm
0 1 0.8275m/s 3
1.246m/s
5
6
0.673m/s
1.06m/s
3.05cm
三．自由落体加速度 2.利用图像：斜率代表加速度
a v 1.44 0.48 t 0.1
9.6m / s2
三．自由落体加速度
实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都
相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速
度，通常用g表示。
表中的g值有什么规
在地球上不同的地方，g的大小是律不吗同？的，如下表：
小结： 通过本课的学习，你学到了什么知识？ 学到了什么样的科学研究问题的方法？ 能解决什么实际问题？
作业布置： 1、利用本课所学知识做一把测反应时间的尺。 2、想一种办法来测量我校教学楼的楼层高度，且 能用所学知识说出原理并进行误差分析。
1.定义：物体只在重力作用下，由静止 开始下落的运动，叫做自由落体运动。 2.条件： ①只受重力 若空气阻力可以忽略不计，物体的下落 也可以近似看成自由落体运动 ②初速度为零
问题：自由落体运动是什么性质的运动？
二．实验探究自由落体运动的性质 问题：如何设计实验方案？用到哪些仪器？ 实验方案一：利用打点计时器 实验器材：
三．自由落体加速度
随 纬 度 升 高 ， 重 力 加 速 度 增 大 。
北极： g=9.832m/s2
莫斯科： g=9.816m/s2
北京： g=9.801m/s2
高一物理《自由落体运动》课件
自由落体运动的性质
02
匀加速直线运动，加速度为重力加速度g。
自由落体运动的规律
03
位移公式、速度公式、时间公式等。
学习方法总结
理解概念
深入理解自由落体的定义和性质，明确其与实际 生活的联系。
掌握公式
熟记并理解自由落体的位移、速度和时间公式， 了解其适用条件。
实践应用
通过实例和练习题，将理论知识应用于实际问题 中，提高解题能力。
数据记录
记录每次实验中重锤下落的时间和对应的 纸带上打点的位置。根据这些数据，可以 计算出重锤下落的加速度和速度。
步骤二
将纸带穿过打点计时器的限位孔，并固定 在重锤上。确保纸带平整，没有扭曲。
步骤四
重复实验多次，收集足够的数据。每次实 验前需要检查纸带是否平整，打点是否清 晰。
步骤三
打开计时器，释放重锤，让重锤自由下落 。同时，打点计时器会在纸带上打点，记 录下重锤下落的时间和速度。
自由落体运动的定义
在忽略空气阻力的情况下，物体只受 重力作用，且初速度为零的运动。
学习目标
01
02
03
04
理解自由落体运动的定义和特 性。
掌握自由落体运动的规律和公 式。
能够运用自由落体运动的知识 解决实际问题。
培养学生对物理学习的兴趣和 探究精神。
02 自由落体的定义与性质
自由落体的定义
自由落体是指仅受重力作用， 从静止开始下落的物体。
03 自由落体的规律
初速度为0的匀加速直线运动
自由落体运动是初速度为0的匀 加速直线运动，加速度为地球的
重力加速度g。
自由落体运动过程中，物体的速 度和位移随时间的变化可以应用于多种实 际场景，如计算建筑物的坠落速
互动式讲义PPT：1-5 自由落体运动[24页]
t～2t，下降時間
0
t
2t
t
0～t，上升時間
－v0
基礎物理二A
15
鉛直上拋的函數圖（3）
以向上為正： a
0
t 2t
t
－g
a-t圖面積＝速度變化量：
Δv0～t＝ 0－v0＝－gt ； Δvt～2t＝ －v0 － 0 ＝－gt 。
基礎物理二A
基礎物理二A
13
鉛直上拋的函數圖（1）
以向上為正：
x 切線斜率＝0，v＝0，最高點
xC
C
B
D
x2
C
B
D
H
x1 A
0
t
E
t 2t
V0
A
E
A點切線斜率＝ v0 、E點切線斜率＝ －v0 。
基礎物理二A
14
鉛直上拋的函數圖（2）
以向上為正：
v v0＞0，斜率＝a＝－g
v0
最高點，v ＝0
v-t圖面積＝位移：
16
範例 1：自由落體（v0＝0）
在火災現場中，阿明等待消防隊員準備就緒後， 立即自樓頂由靜止作自由落體運動落下，如右 下圖，經 2 秒後抵達救生墊，設 g＝10 公尺∕ 秒2，且不計任何阻力，求： (1) 抵達救生墊時的速度。 (2) 此樓的高度。
基礎物理二A
17
範例 1：自由落體（v0＝0）
由題意，阿明作初速為 0 的自由落體， 以向下為正，則： (1) v＝gt＝10×2＝20（公尺∕秒） (2) 樓高＝向下位移的量值：
S 1 gt2 1 10 22 20 (m) 22
大約6～7層樓高。
自由落体运动 课件
一、自由落体运动 1．定义：物体只在 重力 作用下从 静止 开始下落的运动． 2．物体做自由落体运动的条件 (1)物体只受 重力 作用． (2)物体的 初速度 等于零． 3．运动性质：自由落体运动是初速度为零的 匀加速直线 运动． 4．空气中下落：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的 下落也可以近似看做是做 自由落体 运动．
【解析】 自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的 运动，它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，如果 空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的自由下落可以看做 自由落体运动，所以B、C、D正确，A不正确．
【答案】 BCD
自由落体运动规律的应用
从某电塔塔顶附近的平台处释放一个小球，不计空气阻力和风的 作用，小球自由下落．若小球在落地前的最后2 s内的位移是80 m， 则该平台距地面的高度是________m；该小球落地时的瞬时速度大 小是________m/s.(g取 10m/s2)
5．运动图象：自由落体运动的v－t图象是一条过原点的倾斜直 线，斜率是k＝g.k是在数值上等于重力加速度的大小．
重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它 的方向可以用重垂线来确定．
二、自由落体运动规律 1．三个基本公式 速度公式：v＝gt 位移公式：h＝12gt2 位移与速度关系式：v2＝2gh 2．一个有用推论
一、对自由落体运动及重力加速度的理解 1．物体做自由落体运动的条件： (1)初速度为零； (2)除重力之外不受其他力的作用． 2．是一种理想化的运动模型．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，当空气阻力比重力小得多， 可以忽略时，物体的下落可以当做自由落体运动来处理． 3．自由落体运动的实质：自由落体运动的实质是初速度为零，加 速度a＝g的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例．
《自由落体运动规律》 讲义
《自由落体运动规律》讲义一、自由落体运动的定义自由落体运动，简单来说，就是一个物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。
想象一下，一个苹果从树上掉落，忽略空气阻力的影响，它所做的运动就是自由落体运动。
在这种运动中，物体下落的加速度始终是重力加速度 g。
重力加速度 g 是一个常量，在地球上，其大小约为 98m/s²，但这个值会随着地理位置的不同而略有差异。
比如在赤道附近，g 的值会稍小一点；在两极地区，g 的值会稍大一些。
二、自由落体运动的特点1、初速度为零这是自由落体运动的一个关键特点。
物体是从静止状态开始下落的，没有任何初始的速度。
2、只受重力作用在自由落体运动中，物体只受到地球引力产生的重力作用，没有其他力的干扰。
如果有空气阻力等其他力的存在，那就不能称为纯粹的自由落体运动了。
3、加速度恒定由于只受重力作用，物体下落的加速度始终是重力加速度 g，方向竖直向下。
三、自由落体运动的公式1、速度公式v ＝ gt其中，v 是物体在 t 时刻的速度，g 是重力加速度，t 是运动时间。
这个公式告诉我们，物体下落的速度会随着时间的增加而线性增加。
2、位移公式h ＝ 1/2gt²h 表示物体下落的高度。
通过这个公式，我们可以计算出在一定时间内物体下落的距离。
3、速度与位移的关系公式v²＝ 2gh这个公式可以帮助我们在已知高度和速度其中一个量的情况下，求出另一个量。
四、自由落体运动的实例1、跳伞运动员在打开降落伞之前的下落在跳伞运动员刚跳下飞机，还没有打开降落伞的那段时间里，如果忽略空气阻力，他们的运动可以近似看作自由落体运动。
2、从高楼扔下的物体比如从高楼不小心掉落的一个苹果或者一块石头，如果忽略空气阻力，它们做的就是自由落体运动。
但需要注意的是，在实际生活中，由于空气阻力的存在，很多下落的物体并不是严格的自由落体运动。
五、自由落体运动的实验探究我们可以通过实验来验证自由落体运动的规律。
自由落体运动ppt课件
运动距离
根据物体质量、重力加速度和运动时 间计算得出，约为19.6米
04
CATALOGUE
自由落体运动的实验和观察
自由落体运动的实验装置
铁架台
用于固定实验装置，确保实验过程中装置稳 定。
纸带
用于承载物体下落过程中的位移，通过打点 计时器可在纸带上留下点迹。
电磁打点计时器
用于测量物体下落的时间，精确到0.001秒 。
投篮时，篮球从静止开始下落，受到重力和空气阻力的作用，下落速度逐渐加快，当达到最高点时速 度为0，随后篮球自由下落，进入篮筐。
力学分析
在投篮过程中，篮球受到重力和空气阻力的作用，重力方向竖直向下，空气阻力方向与运动方向相反 ，因此篮球所受合力为重力减去空气阻力。随着篮球下落高度的增加，空气阻力逐渐减小，合力的方 向逐渐偏离竖直向下，导致篮球的运动轨迹逐渐偏离垂直方向。
体下落的时间。
该公式可以用来计算自由落体运 动的下落高度和时间。
03
CATALOGUE
自由落体运动的计算和实例
自由落体运动的计算
01
初始速度
物体的起始速度
02
重力加速度
地球对物体的引力作用，约为 9.8m/s²
03
运动时间
物体下落的时间
04
运动距离
物体下落的距离
自由落体运动实例一：苹果落地
初始速度
自由落体运动受到的重力 加速度是恒定的，约为 9.8m/s²。
方向竖直向下
自由落体运动的方向始终 竖直向下，即与重力方向 一致。
自由落体运动的公式
高度（h）= 二分之一 × 加速度 （g） × 时间（t）²
其中，高度（h）表示物体下落 的高度，加速度（g）为重力加 速度约9.8m/s²，时间（t）为物