高一物理教案：《自由落体运动》教案一

1、高一物理教案：自由落体运动教案一高一物理教案：自由落体运动教案一 教材分析本节课是人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修 1 第 二章第五节的内容，在第一章学生学习了对运动的描述和使用打点计 时器后，本章主要运用打点计时器研究匀变速直线运动和物理量之间 的关系。对自由落体运动进行一次个案研究，是匀变速直线运动规律 的具体应用，也为以后学习较复杂的运动打下良好的基础。因此，本 节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活实际的 应用课，也是为后面知识准备的铺垫课。 学生分析学生对落体运动都有认识，但如何去分析其运动的规律，学生还 没有相应的知识储备。在前面的学习中，学生知道了匀变速直

2、线运动 的规律，而实际生活中的落体运动由于有阻力的影响，并不是匀变速 运动。所以在引入这节课时，通过不同质量的泡沫和纸片以及牛顿管 实验，让学生明确我们研究的自由落体运动是只受重力的理想模型。 再通过频闪照片，发现运动规律，用打点计时器和传感器计算加速度 的值，这样对于学生来说，自由落体运动是匀加速直线运动这一结论 就能很好地掌握。 教学目标知识与能力目标：认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的 因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；能用打点 计时器探究运动的规律，知道频闪照相的原理，了解传感器的原理。 知道什么是自由落体加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地 方，重力加速

3、度大小不同；初步了解探索自然规律的科学方法，重点 培养学生的观察能力、实验能力和推理能力。 ?过程与方法目标：掌握根据观察到的现象进行合理假设与猜想的 探究方法；掌握利用实验数据分析并归纳总结出物理规律的方法。情感、态度与价值观目标：培养学生学习物理的浓厚兴趣；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 重点：自由落体运动的概念及探究自由落体运动规律的过程。 难点：自由落体运动中不同物体下落的加速度都为 g。 教学准备及环境 泡沫、牛顿管、真空泵、薄纸片、频闪照相组件、电火花打点计 时器、纸带、重物、铁架台、木尺、光电门传感器组件（计算机内需 要

4、安装传感器驱动）等。 教学过程1.新课引入师：这是两把木尺，通过它们，老师能比较出同学们反应的快慢。找一位男生和一位女生上前来参与测试。师：测试前，我来介绍一下规则。你们伸出一只手在木尺下部做握住木尺的准备，手与木尺下端对齐，当看到木尺下落时，立即握住 木尺。测试结束，教师让两位学生举起木尺给其他学生看。师：他们俩谁反应更快？你们俩觉得谁赢了？引导学生说出判断的依据。师：人反应的这段时间和木尺下落的时间是一样的，木尺下落的距离越大，所需时间越长。老师还知道他们的反应时间（读出木尺后 面的时间数，点评：都很快）。看来木尺下落的距离与时间存在着某种 关系，今天这节课我们就来研究物体下落运动的规律。

5、板书：自由落体运动。师：下落物体的运动叫落体运动，影响物体下落快慢有哪些因素 呢？我们来观察以下现象。 这是两块面积差不多的泡沫，其中一块绑了一个小砝码，当我 从同一高度释放，哪块泡沫先落地？生：重的泡沫先落地，或同时落地。师：好，我们一起来看看。（演示实验，绑了重物的泡沫先落地） 看来重的物体下落较快。我们再来看看这个实验。 这是一张纸片，现在我将它撕成一大一小两片，显然大纸片要重，将小纸片揉成团，还是从同一高度释放，哪个先落地呢？（引导学生分析下落过程中的空气阻力不同）看来在物体下落过程中，空气阻力对物体下落的快慢是有影响的。如果在没有空气阻力的情况下， 物体下落有着什么样的规律呢？这个玻

6、璃管叫牛顿管，里面有一个金属片和一片羽毛，这一侧是 阀门，现在阀门是导通状态， 管内是有空气的， 我将牛顿管倒立过来， 同学们观察金属片和羽毛的下落情况。演示牛顿管实验： 不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情 况（提示学生金属片落到底部时， 会发出声音，观察羽毛的运动情况） 现在我们通过一个抽气泵抽去玻璃管中的空气，再来看看它们 的下落情况。在抽气过程中，大家可以想象一下，这两个物体下落情 况会是什么样的呢？金属片比羽毛要重，下落是否要比羽毛快呢？同 学之间可以交流一下。抽气完成，再次演示实验。学生能很清楚地看到两个物体几乎同 时到底部。师：看来两个物体下落快慢是相同的，也就

7、是说，在没有空气阻 力的影响下，物体下落一样快。像这样，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.新课教学 板书：一、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。师：从定义上看，自由落体运动需要满足一定的条件，是什么条 件？生（齐答）：只受重力，初速为零。 师：由于物体在空气中下落，不可能只受重力，所以自由落体运 动是一种理想化模型。板书：理想化模型。 师：那么在有空气的空间里，如果空气阻力的影响很小，也可以 近似看作自由落体运动。比如，牛顿管中的金属片、上课初演示的木 尺、下落的苹果等，我们都可以将它们下落初期的运动近似看作自由 落体运动，但纸片、树叶这样的物体，下落

8、时受到的空气阻力影响较 大，那就不能看作自由落体运动。现在我们对自由落体运动有了正确的认识。做自由落体运动的物 体速度越来越快，是加速运动，那是不是匀加速运动呢？提出设想：自由落体运动是匀加速直线运动吗？ 师：我们现在通过频闪照片的方法来研究自由落体运动。（介绍仪器，如图 1）这是一个电磁铁，接通电源时有磁性，能吸 附小钢球。切断电源，电磁铁失去磁性，小钢球由静止下落。我们可 以把这个过程看作自由落体运动。 这里是一个频闪光源， 每隔 0.04s 闪 亮一次（打开，让学生感受一下） ，在小球下落的过程中，相机的快门 处于打开状态。由于光线较暗，相机只能在频闪光源闪亮的一瞬间拍 下小球该时刻所处

9、的位置， 这样我们就能记录下小球每隔 0.04s 所处的 位置，通过后面的标尺， 可以研究小球下落过程中位移和时间的关系。开始实验。将拍好的照片通过计算机用大屏幕展示给学生看，一 起读出不同时刻小球在标尺上对应的距离， 找一位学生上台记录数据。 处理数据看是否满足匀加速直线运动的规律：连续相等时间间隔内的 位移差是定值（频闪照片的效果非常好，学生能很容易得到结论） 。考虑到实验过程中存在的误差， 自由落体运动是匀加速直线运动。 师：接下来我们自己动手做实验来求出自由落体运动的加速度。在这一章我们学习过用打点计时器测物体运动的加速度。现在我们就 用这套装置测出自由落体运动的加速度。介绍注意事项：

10、 将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台上； 两位学生合作，一位学生负责提着纸带，使重物静止在靠近打 点计时器的下方； 一位学生负责启动打点计时器 （这一点要重点强调， 因为学生不知道纸带与打点计时器的摩擦对实验结果有很大的影响， 有可能最终导致学生求不出加速度的值） ； 处理纸带：舍去前面比较密集的点，在后边便于测量的地方找 一个开始点，记为0,然后每隔4个点取为计数点，记为1、2？读 数时要注意估读，计算时统一用国际单位。 （前面通过频闪照片已经证 明了自由落体运动是匀加速直线运动,这里就不再设置证明环节。通 过不同组别学生求出来的加速度相差不多,同样也可以说明自由落体 运动是匀加速直线运动）

11、指导学生做实验,将学生填好的表格通过实物投影展示出来,进一步加深学生对自由落体运动加速度的认识。 师：下面我们再来了解一种求加速度的方法 传感器。（介绍传感器原理 ）这是光电门传感器 （如图 2），在这中间有两个小 孔是红外线发射和接收装置，当有物体通过这两个小孔的连线时，它 能测出物体挡光的时间。这是一个挡光片，稍后我会让它下落时只有 两条比较窄的边通过光电门，通过这两条边的宽除以相应的挡光时间 就能得到挡光片下落x时的初末速度，再由v2v02=2ax,我们就能求出 加速度来。师：通过以上的三个实验，我们可以非常自信地得出结论了：自 由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。这也印证了我们之前的

12、猜 想。在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度也 叫自由落体加速度，或重力加速度，通常用 g 表示。不同位置，重力 加速度也不一样。计算时，我们一般取9.8m/s2，粗略计算时可以取10m/s2。3.练习 例一：回顾一下上课初我们用木尺来测反应快慢的实验，我们是 如何算出反应时间的？（与前面相呼应，让学生运用刚学的知识解决 实际问题）例二：估算从四楼窗台上下落的花盆，经过多长时间到达地面， 到达地面的速度有多大（每层楼高约 3m,窗台离地板1m）？让学生体会物理现象就在我们身边、体验自由落体运动的快慢， 并让学生学会估算的方法。4.总结师：这节课我们学习了自然界中非常普遍的一种

13、运动 自由落体 运动，在探寻运动规律中，我们通过 观察现象一提出猜想一逻辑推理一 实验验证得出结论”这样的科学方法得到了自由落体运动是初速度为 零的匀加速直线运动，并求出了加速度的值。希望同学们不但掌握物 理规律，更要掌握研究物理过程中使用科学的思想方法。5.作业书上 45页“问题与练习”第 2、3、4 题。请把刻度尺改装成测量反应时间的反应尺。研究人的反应时间与哪些因素有关，将你的研究过程和结果写成报告。教学反思1.教学过程反思在引导学生认识自由落体运动时，牛顿管的实验比较成功。在引 导学生分析影响物体下落快慢因素时，连续两位学生都认为是质量的 原因，看来从观察现象到分析原因都还要提高。频闪

14、照片的拍摄和数 据的处理，学生反应不错。在打点计时器这个实验上，学生还是犯了 我强调的错误：不捏住纸带末端，倾斜捏着纸带等，由于我在调试传 感器的实验仪器，没有第一时间给学生指出来，造成有些组结果很不 准确，由于时间关系，我也没有来得及对每一组的问题进行详细分析、指导，最终在展示结论时出现个别的相差很多的结论。在演示传感器 实验时，由于手捏得不稳，导致有一组数据偏大。在总结时，应该强 调三次实验使用的三个重物不同，这样学生对地球同一地点重力加速 度一样理解会更深刻。由于时间关系，没有展示PPT 中探究思路的过程，有点遗憾。2.教学方法反思 本节课以大量实验为基础，加以逻辑推理，最后才得出结论。

15、实 验操作比较成功，现象比较明显，有助于学生理解物理规律，每个实 验之间的联系紧密，对训练学生的逻辑思维能力有很大帮助。点评 在本节课的教学中，教师以丰富的演示实验与学生分组实验相结 合，贯穿了观察现象一提出猜想一逻辑推理一实验验证一得出结论”的 研究思路，引导了学生真实的探究活动，让学生既体会了科学的物理 研究方法，又探讨并掌握了自由落体运动的规律，较为详实可行的学 习活动使学生具有了参与学习的广度和参与探究的深度。在教学设计中，技术的合理应用让实验方式更为多样，实验现象 更为明显，数据的处理也更为快捷，对物理规律的探究起到了十分重 要的作用。如频闪照相实验，通过计算机的放大处理，使得实验现象 更为直观；又如，光电门传感器测试实验，通过相应的处理软件，让 计算机记录实验数据并快速计算，实验结果快捷，可以让学生很快找 出结论。信息技术与常规实验设备的有效融合，突出了重点，突破了难点，同时促进了学生与媒体的互动，深层地探究了物理规律。当然，在对自由落体运动规律的研究中，对每一个实验我们不能 平均