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2.4自由落体运动
人教版高一物理必修1第一学期第二章2.4自由落体运动
第二章
匀变速直线运动的研究
核心素养目标
1、物理观念：知道物体做自由落体运动的条件
2、科学思维：通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．
3、科学探究：掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．
4、科学态度与责任：了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想．
教学目标
教学重点：通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．
教学难点：掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题
知识回顾
情境导入
物体下落的运动是司空见惯的，例如雨滴下落、树叶飘落、雪花纷飞、等，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间
生活中的落体运动
知识讲解
探究1：影响物体下落快慢的因素
重量大的光盘和纸片哪一个下落得快？
重量大的光盘先落地，光盘下落得快
刚才的纸片揉成团和光盘呢？
纸团和光盘几乎同时落地
原因：空气阻力对下落快慢有影响
知识讲解
平常日常观察到的事实，如一块石头比一片树叶落得快些…二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。
他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。
亚里士多德
8
知识讲解
伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误，
最后通过实验证明重物与轻物下落得同样快。
伽利略
思考：伽利略是如何论证亚里士多德的观点是错误的？
9
知识讲解
伽利略的探究方法
1、归谬：通过逻辑推理，否定了亚里士多德的论断.
2、猜想：最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的.
3、推理：利用数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应该有.
4、实验：通过“理想斜面”实验验证结论.
5、外推：当斜面倾角为900时，小球将自由下落，仍会做匀变速直线运动.
知识讲解
知识讲解
探究2：牛顿管实验：无空气影响时，物体下落的快慢
抽气后，就排除了的影响。
空气
知识讲解
探究2：牛顿管实验：无空气影响时，
物体下落的快慢。
结论：
如果没有空气阻力，轻重不同的
物体同时同地同一高度下落的快慢是
相同的。
13
知识讲解
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。
v0=0
只受重力
注：在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，则物体的下落也可以近似看作自由落体运动。
思考：自由落体运动是一种初速度为零的加速直线运动，
那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢？
14
知识讲解
自由落体运动规律的研究
实验装置（三种方案进行选择）
1．电磁打点计时器或者电火花打点计时器，分析纸带
2．频闪仪，分析频闪照片
3．自由落体测定仪加上传感器，直接给出速度值
设计实验：
若是初速度为零的匀加速直线运动则应满足：
规律一：初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的平方成正比。
规律二：任意相邻相等时间间隔内的位移之差是一个常数，即：xN－xN-1＝aT2
知识讲解
利用打点计时器测量
知识讲解
学生自主实验探究自由落体运动的性质
实验：记录自由落体运动的轨迹
实验器材：电火花打点计时器、重锤、纸带
实验步骤：
1．装好电火花打点计时器；
2．将纸带一端穿过电火花打点计时器的限位孔，另一端
夹在重锤中，同时将纸带拉至最高点；
3．两人配合，先打开电源，再释放纸带；
4．立刻关闭电源。
知识讲解
18
知识讲解
数据处理：
在误差允许的范围内，连续相等时间间隔的位移之差是一个常数
说明：自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动！
自由落体运动规律的研究
拓展：除了利用打点计时器研究自由落体运动，还可以利用频闪仪或光栅传感器等更加精准测量物体自由落体运动的性质。
自由落体运动
知识讲解
知识讲解
自由落体加速度
自由落体加速度
赤道：
g=9.780m/s2
北京：
g=9.801m/s2
莫斯科：
g=9.816m/s2
北极：
g=9.832m/s2
3.自由落体加速度的变化：随纬度升高g增大。
知识讲解
22
知识讲解
自由落体加速度
0km：
g=9.780m/s2
2km：
g=9.774m/s2
4km：
g=9.768m/s2
6km：
g=9.762m/s2
赤道附近
3.自由落体加速度的变化：随纬度升高g增大，随高度的升高g减小。
知识讲解
知识讲解
用手机测自由落体加速度
知识讲解
自由落体运动公式
自由落体运动的规律：
v=v0+at
匀变速直线运动
自由落体运动
g
g
g
v=gt
h
h
知识讲解
自由落体
教师资格证持证人
我是一名长期耕耘在湖南湘西地区基层高中的教师，已带过5届高三毕业班，多年的高中班主任，备课组组长，我想把我们自己制作的教学课件和高考研习心得收获分享给大家，为大家提供高考相关资料和高中各学科的自制教学课件，助力更多的孩子们一起成长！
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