自由落体运动规律的探究PPT教学课件
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自由落体运动ppt课件
验证小实验：
几乎抽成真空的钱毛管 中，金属片和羽毛同时 落地。
忽略阻力作用，落体 运动快慢相同
伽利略的研究之路
对现 象的
一般
观察
提出 假设
运用
逻辑
得出
结论
实
验
验
证
修正 推广
超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计 时”“定位”，直接研究落体运动的性质。 现代研究落体运动的方法： 1.用“自由落体频闪照片”求加速度 2.用打点计时器研究纸带求加速度 3.其他方法(测速器等)
安徽省宁国中学 史俊志
1 . 用如图甲的装置研究自由落体运动规律，已知打点计时器的工 作频率为50Hz。 （1）部分实验步骤如下： A．测量完毕。关闭电源，取出纸带。 B．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔。 C．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤。 D．扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连。 上述实验步骤的正确顺序是_________（填写字母）。 （2）图乙中标记的相邻两个计数点之间的时间间限为0.1s，则每 两个计数点之间还有___个点未画出。 （3）计数点C对应的瞬时速度大小为_________m/s（本小题计算 结果保留三位有效数字）。
. 雨后，屋檐还在不断滴着水滴，如下图所示.小红认真观察后发现，这些水滴 都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。她测得，屋檐到该窗台的距离 H=3.2m，窗户的高度为h=1.4m。g取10没m/s2。回答下列问题。 （1）水滴下落到达窗台时的速度大小；（2）水滴经过窗户的时间。
5 . 在火星表面上，做自由落体运动的物体在开始t1=1s内下落h1=4m。求： （1）该火星表面的重力加速度g； （2）该物体从开始落下h2=36m时的速度v2； （3）该物体在第三个2s内的平均速度v。（计算结果保留两位有效数字）
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ppt-(有动画)
检验猜想
用给出的自由落体运动 的频闪照相图片( 频闪时
间间隔为1/20 s )
根据频闪照片 记录的各时刻 小球位置，可 直接判定轨迹
为直线
根据小球在不同 时间里下落的位 移的规律可判定 是否是匀变速直
线运动
解：设井口到水面的深度为h
h=gt2/2 =20m
思考:我们计算的结果比实际深度是偏大偏小?
偏大
【例2】:在汶川大地震中，一架直升飞 机在灾区某地上空做定点空投救灾物资， 已知每隔1秒释放一包物资,当第1包物资刚 着地时,第五包刚好离开机舱开始下落。
（g=10m/s2) 求: (1)直升飞机距离地面的高度？
【例4】:从某一高塔自由落下一石子，落地前最后 一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高? （g = 10m/s2 )
分析：石子的下落可以近似看作自由落体
运动，因此可以用自由落体运动的规律来求 解本问题
h 1 gt 2 2
解题思路?
v
2-
v
2 0
=2ax
V-t图象
【例4】:从某一高塔自由落下一石子，落地前最后 一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高? （g = 10m/s2 )
A．3H/4
B．H/2
C．H/4 D．H/8
[答案] A
例2 从离地500 m的空中由静止开始自由落下一个小球， 取g＝10 m/s2，求：
(1)小球经过多少时间落到地面． (2)从开始落下的时刻起，小球在第1 s内的位移和最后1 s内的位移． (3)小球落下一半时间的位移．
答案 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m
解法二：设石子落地前最后一秒的
初速度为V， 则落体瞬间的速度为V+gt
自由落体运动课件ppt
测高度
h
1 2
gt 2
比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.
练习：p45-4
测反应 时间
h
1 2
到做 出反应所需的时间叫反应时间
[课后小实验]测定自己的反应时间。取木尺一把，
让一位同学用两个手指捏住木尺顶端，另一同学拳起 一只手的手指，在木尺下部，作握住木尺的准备，但 手的任何部位都不要碰到木尺。当看到那位同学放手 时，另一同学立即握住木尺，测出木尺降落的高度h， 根据自由落体运动的知识，就可以算出反应时间。
(3)g随纬度的增加而增大，随高度的增加而减小； (4) 重力加速度g的方向总是竖直向下的。
⑴自由落体运动是 v。=0，a=g的匀变速直线运动
v gt
H
1 2
gt 2
⑵自由落体运动的v-t图像
v2 2gh
规律
v
v 2
gt 2
vt
2
vx
2
v 2
x gt 2
g tan
作业：p45页1、2、3、5
h 1 gt 2 2
t 2h g
测速度 例题：从六层楼上自由落下一个果壳，已知每 层楼高3米， 求果壳落到地面的速度？若一辆 汽车的速度为60km/h，则果壳和汽车的速度 那个大？这样的果壳对楼下的行人有无危害？
解：六层楼距地面实际高度应该为： h=5×3m=15
根m据自由落体运动规律 v2 2gh
⑵只受重力（若受到空气阻力，当f空 «G的情况，当作
自由落体运动）所以自由落体运动是一种理想运动。
研究自由落体运动规律
问题：对于自由落体运动，我们 有哪些方法来获得（测量到）它 的运动信息？
方法一：利用打点计时器纸带法。 方法二：频闪照相法 。
自由落体运动-ppt课件
解：由公式
得
课堂小结
1、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，叫做自由落体运动。
2、自由落体运动条件：（1）从静止开始下落 （2）只受重力作用
3、自由落体运动性质：自由落体运动是初速度为0、加速度为g
的匀加速直线运动。
4、自由落体运动规律： v gt
h 1 gt 2 2
v2 2gh
1、经过大量的实验证实，在地面附近同一地方，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，也叫做重力加速度，用“g”表示。自由落体运 动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、通常情况下g取9.8m/s2，如粗略的计算中还可以把g 取作10m/s2。
3、重力加速度的方向竖直向下。
地球上一些地点的重力加速度
空气阻力对纸片
影响较小，所以
影响较大，所以
下落得快
下落得慢
v
不受空气阻力的两物体下落会是什么样的
牛顿管实验
有空气 羽毛 铁片
真空 羽毛 铁片
结论：
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， 叫做自由落体运动。
2、条件：（1）只受重力作用（或空气阻力同重 力相比很小，可忽略不计，物体下落 也可看作自由落体运动） （2）从静止开始下落（即初速度为零）
两石头拴在一起，大石头的下落速度会 被小石头拖着而使整体下落速度减慢。 但拴一起后总重量比大石头还要大，整 体的下落速度又应该比原来更快。
几百年前意 大利的青年学 者伽利略对亚 里士多德的论 断表示了怀疑。
演示实验
【演示实验一】在同一高度同时释放一支粉笔头和一张纸 片，请观察物体是否同时落地。 实验现象： 粉笔头比纸片先落地 初步结论： 重的物体下落快
自由落体运动ppt课件
4.同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同 学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线 位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即 用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，重力加速
2x
度为g，则乙同学的反应时间为____g __。(用x、g表示) 基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为 0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为_8_0_ cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间 隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在 直尺上对应的长度是_不__相__等__(选填“相等”或“不相等”)的。
目标一：自 由落体运动
特点：只受重力，初速度为0
自
目标二：伽利
1.设计 2.实验器材 3.操作要点
由 落
略对落体运动 规律探究
减少空气阻力的影响 4.实验结论：自由落体运动是匀加速直线运动
体
运
目标三：自由 大小： 9.8m/s 方向：竖直向下
动
落体加速度
目标四：自由落体 运动规律的应用
公式 vt=gt h= 12gt2 vt2=2gh 反应时间测量尺
随 纬 度 升 高 ， 纬度大g大，两极g最大 重 力 加 速 度 增 大
辨析
(1)自由落体加速度与纬度和高度有关。( √ ) (2)自由落体加速度的方向竖直向下。( √ ) (3)在地面附近，两极处的重力加速度小于赤道处的重力加速度。
( ×) (4)同一地点，重的物体重力加速度大。( × )
练习
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
x x x 1
2
2 2
自由落体运动的规律(第一课堂)高中一年级物理精品教学课件PPT
(3)t'=2=5 s
1 2 1
位移 h5= gt' = ×10×52 m=125 m。
2
2
答案 (1)10 s
(2)5 m
95 m (3)125 m
变式训练1有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB,在杆的正下方离B
端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C,若让杆自由下落(g取10 m/s2)。求:
(1)由vn=
求出各点的瞬时速度,作出v-t图像,v-t图像是一条过原点
2
的倾斜直线,斜率表示加速度。
(2)由位移差公式Δs=aT2计算加速度。
关键能力
1.实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、
夹子、交流电源、刻度尺。
2.探究过程
(1)如图所示,将打点计时器竖直固定在铁架台上,连接好电路。
(1)从杆下落开始,上端A及下端B到达圆环所经历的时间。
(2)AB杆通过圆环的过程中所用时间。
1
解析 (1)杆做自由落体运动,杆的 B 点到达圆环的时间为 tB,则 hB=2 2
将 hB=0.8 m 代入求得 tB=0.4 s
1
杆的 A 点到达圆环的时间为 tA,则 hA=2 2
将hA=5.0 m代入求得tA=1.0 s。
探究应用
例2某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量学校所在地的重力加速度。
某同学打出一条较为理想的纸带如图乙所示,把开始打的模糊不清的点去
掉,把清晰的第一个点标记为1,随后连续的几个点依次标记为2、3、4,测
量出的各点间的距离标在纸带上,已知打点计时器的打点周期为0.02 s。
乙
甲
(1)为完成此实验,除了图甲中已有的器材外,还需要的实验器材
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
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2020/12/09
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§1.7 自由落体运动 一.自由落体运动（Freely Falling）的定义
1.定义:只受重力作用的物体由静止开始下落的运动。
2. 物体所受的空气阻力远小于其重力时,物体由静止 开始下落的运动可被视作自由落体运动。
3.物体自某一高度做自由落体运动，其运动快慢与 物体的质量无关。
三．自由落体运动的应用 测量人的反应时间
2020/12/09
4
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二．重力加速度（Acceleration of Gravity）和 自由落体运动的规律.
1.只受重力作用的物体所具有的加速度即重力加速度。 g=9.8m/s2 竖直向下
2.重力加速度的成因：地球对物体的万有引力。
2020/12/09
2
■由于地球的自转，纬度越高重力加速度的值越大。 ■离地心越远，引力越弱，重力加速度的值越小。
§1.3用信息技术手段做实验
1.DIS实验的组成: Digital Information System 传感器,数据采集器,(数据处理) 2.距离传感器-----超声波测距仪
距离,位移,力,速度,,压强,电压,电部分: 被测对象 探测器 记录,处理器和显示器.
■ g=9.8m/s2被视为地球重力加速度的平均值。
■竖直向下并不意味着指向地心。
3.自由落体运动的规律
h 1 gt 2 2
v t gt v t 2 2 gh
2020/12/09
3
■自由落体运动在第一秒内的位移为5m。 ■匀变速直线运动的所有规律和初速为０的匀加速直线运动 的比例关系均适用于自由落体运动。