自由落体运动教案

《自由落体运动》教学设计

【教学目标】

知识与技能：

1知道影响物体下落快慢的因素，认识自由落体运动，理解自由落体运动是初○

速度为零的匀加速直线运动。

2能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。 ○

3理解自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加○

速度大小不同。

4掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由○

落体规律解决实际问题。

过程与方法：

1使学生能够根据物理现象进行合理猜想与假设。 ○

2让学生经历探究自由落体运动规律的过程，使学生掌握科学探究的一般方法，○

重点培养学生的实验能力和推理能力，并使学生善于观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。

情感态度与价值观：

1通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。 ○

2渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自○

由落体。

3培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的○

见解。

【教学重难点】

教学重点：

1自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。 ○

2掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。 ○

教学难点：

1理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。 ○

【教具准备】

多媒体课件、饮料瓶、纸片。

【教学内容】

（一）、新课引入

利用幻灯片演示牛顿和苹果的故事，以砸中牛顿的苹果为研究对象，向学生引入自由落体运动。

（二）、讲授新知

1、物体下落与什么因素有关？

[演示实验1]：取一个饮料瓶和一张纸片，让它们从同一高度同时下落，观察到

了什么现象？

生：饮料瓶先于纸片落地。

师：由于饮料瓶的质量大，所以我们是不是就可以认为：重的物体下落速度比轻的物体大？

生甲：重的物体下落快。

生乙：不一定。

[演示实验2]：将刚刚的纸片揉成团，再同时让两者从同一高度释放，观察到了什么现象？

生：饮料瓶与纸团同时落地。

师：现在同学们觉得物体下落快慢还与质量有关吗？同一张纸片，为什么我把它捏成纸团之后，它的下落速度就增大了呢？到底是什么因素在影响着物体下落的快慢呢？

生：这些实验都是在空气中进行的，空气阻力影响了物体的下落运动。

回顾历史，验证学生的猜想。

师：对，同学们提出的假设是正确的，空气阻力的影响使问题变得复杂化了，现在，我们尽量减小空气阻力对物体的影响，会产生什么结果呢？

给学生看一段视屏：1971年美国宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面。

师：那么现在，我们可以得出这样一个结论：如果物体只受重力作用(空气阻力可忽略不计时)，在同一高度静止释放不同物体,它们下落的快慢相同，而与物体质量无关。

2、自由落体运动

师：好，同学们，像这种只受重力作用，空气阻力可以忽略不计，物体由静止下落的运动就是今天我们要讲的一类运动------自由落体运动。

（1） 定义：物体只在重力作用下（忽略空气阻力）从静止开始下落的运动。

（可以随机举一些例子，例如抛粉笔的例子。让学生判断是否是自由

落体运动）

（2） 条件：

○1只受重力。

○2V0= 0

（3） 自由落体运动的规律：

（意大利科学家伽利略对自由落体运动作了许多研究工作。 介绍伽利略对自由落体的研究。

伽利略所处的年代还没有钟表，计时仪器也较差，自由落体运动又很快，伽利略为了研究落体的运动，利用当时的实验条件做了在斜面上从静止下滑的直线运动（目的为了“冲淡重力”），证明了从静止下滑的情况下小球在斜面上的运动是匀变速直线运动，用逻辑推理外推到斜面倾角增大到90°的情况，小球将自由下落，他认为这时小球仍会保持匀速直线运动的性质，构思相当之巧妙。 今天，距离伽利略的时代已经有三百多年了，伽利略当时无法实验证实的结论，我们已经可以用实验来证实了。）

[演示实验3]：让小球从一定高度下落，利用电磁打点计时器研究自由落体运动的规律。

(教师简述研究方法)

师：纸带上相邻的点是相隔同样的时间打下的。从纸带上可以看出在相等时间间隔内，重物下落的位移越来越大,表明小球的速度越来越快,那如何判断小球做的是匀加速运动呢?

（教师提示从ΔS=at2分析，让学生自己根据数据计算相同时间间隔内相邻位移之间的差值ΔS，找出规律来，最后教师总结。）

师：ΔS在误差允许的范围内都是恒量，所以可判断自由落体运动是初速度为零

的匀加速度运动——证实伽利略的推断是正确的。

结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

Vt= at

S= 1/2 at2

关于加速度a：

师：这个加速度对所有做自由落体运动的物体都相同吗？

教师提示：要同一地点，从同一高度同时自由下落，同时到达地面，根据S= 1/2 at2可知，它们的加速度必定相同。

结论：在同一地点一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同。

师：自由落体运动是一种只在重力作用下的运动，所以这个加速度可称为------重力加速度(g)（自由落体加速度）

让学生观察各个不同地点加速度的数值并比较：

地点 纬度

0°

23°06'

30°12'

31°06'

35°43'

39°56'

40°40'

55°45'

90° 重力加速度 9.780 9.788 9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832 赤道 广州 武汉 上海 东京 北京 纽约 莫斯科 北极

g的变化规律:g随纬度的升高而增大

自由落体运动规律：

师：前面我们已经学习了匀变速直线运动的有关知识，那物体在做匀变速直线运动时应遵循哪些规律呢？我们首先来复习一下匀变速直线运动的有关公式。 基本公式：Vt=V0+at

S=V0t+1/2 at2

Vt2-V02=2aS

自由落体运动规律：（V=0，a=g，x=h）

VV0at

x=V0t12at2→ Vt=gt → s= 1/2gt2

V2V022ax→ V2t=2gs

（三）、课堂练习

苹果质量为 m =200g , h = 2 m，利用自由落体运动的知识，和上述条件，求：

（1）该苹果落到牛顿头顶时的速度是多少？

（2）如果苹果刚开始掉落，牛顿就发现了，他来得及躲开苹果吗？若想要避免这只苹果砸到自己，苹果至少要从多高的地方落下？（人的反应时间一般为0.2s，设人从坐着到站起来需要的时间为1s.）

（四）、课后作业

《38分钟》

（五）、板书设计

【课堂练习题】

1．如果从高楼相隔1 s先后释放两个相同材料制成的小球，假设小球做自由落体运动，则它们在空中各个时刻（ ）

A．两球的距离始终保持不变

B．两球的距离越来越小

C．两球的距离先越来越小，后越来越大

D．两球的距离越来越大