高中物理人教版第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动 自由

《自由落体运动》教学案例枣庄八中北校物理组李钰277800一、三维目标【知识与技能】1、理解自由落体运动和物体作自由落体运动的条件2、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向3、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、培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力2、引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法3、引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律4、数学极限思想的进一步运用【情感态度与价值观】1、通过实验培养学生独立思考能力，激发学生的探索与创新意识2、培养学生的逻辑推理能力3、培养学生实事求是的科学态度，从实际问题中分析规律4、培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解二、教学重点1、理解自由落体运动及其遵从的条件2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题三、教学难点理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。四、教具准备多媒体课件、牛顿管、形状大小相同的金属片与纸片、打点计时器、铁架台、纸带、重物等。五、教学过程前面我们学习了匀变速直线运动的规律，这节课我们再来学习直线运动的一个特例――自由落体运动。落体运动在生活中常见。【探究一】：在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢相同吗？影响物体下落快慢的因素又是什么呢？演示实验：将形状大小相同的金属片与纸片从距离地面同高度由静止开始同时释放，二者是否同时落地？（是学生回答情况，可不演示）学生猜想：金属片先落地。实验现象：金属片比纸片先落地。学生分析原因：1、金属片比纸片重下落得快。2、纸片受阻力比金属片的大，纸片下落得慢。演示实验2：将纸片揉成纸团后重复上面的探究实验，二者是否同时落地？学生猜想：金属片先落地。实验现象：金属片比纸片先落地，但与纸团下落的时间在大缩小。学生分析原因：纸团受阻力大大减小，所以纸片下落的时间与金属片下落的时间大缩短。演示实验：牛顿管实验（1）将管中空气抽干净后，不同物体下落快慢相同。（2）当管中有空气时，不同物体下落快慢不同。学生分析原因：影响物体下落运动快慢的因素是空气阻力，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同物体下落快慢相同。【板书】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）从静止开始下落（即初速度为零）；（2）只受重力作用（当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）【探究二】：自由落体运动是什么性质的运动？1、猜想：请结合生活中现象对自由落体运动性质做一个猜想呢？2、探究实验探究一关键是用纸带分析物体自由下落的运动性质及加速度特点关键是用纸带分析物体自由下落的运动性质及加速度特点用电火花计时器记录自由落体运动，分析纸带得出物体运动的特点。需要哪些实验器材？器材？实验操作如何进行？作如何进行？怎样设计表格记录实验数据并进行数据处理？实验数据并进行数据处理？实验器材：铁架台、电火花计时器及墨粉纸片、纸带、交流电源、刻度尺、重锤实验操作步骤：1、将电火花计时器按照图中所示安装在铁架台上；2、取大约70cm长的纸带一条，把纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，用挂有重物的夹子夹住，用手把纸带的另一端竖直提起，使夹子停靠贴近在电火花计时器的下端。3、接通电源开关，果断松开纸带，让重物自由下落，电火花计时器在纸带上打出一系列计时点。4、从夹子上取下纸带，观察纸带上的计时点是否清晰，如果不够清晰，再重复实验。5、挑选点迹清晰的纸带，舍弃前面点子密集的部分，从点子间隔合适的地方开始取测量点0，随后，每隔1个(或2个)计时点为一个测量点，分别标注1、2、，，6，这样，测量点之间的时间间隔为Δt=6、用直尺测量出各个测量点，记下每个计数点的刻度值。7、整理实验仪器。8、选择求证重物运动性质的方法，并进行证明。9、确定求重力加速度的方法，并进行求解。【学生动手操作与演示】：观看用打点计时器研究自由落体运动的视频，并按上述操作步骤完成探究实验，选出一些纸带。【思考】：如何对实验数据进行处理，证明自由落体动是匀变速直线运动，并求出其加速度。利用公式ΔS＝S2－S1＝S3－S2＝…＝aT2定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动。由上表中Δsn的值知，物体作匀变速直线运动。1、求出相邻两计数点距离之差的平均值Δsn，由Δsn＝aT2可求出物体做自由落体运动的加速度。2、由逐差法求出物体做自由落体运动的加速度。由以上推理：自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。加速度方向总是竖直向下。【板书】自由落体加速度在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度，用g表示。在通常的计算中，g=m/s2或g=10m/s2。重力加速度方向总是竖直向下（不是垂直向下）。【学生阅读教材P44】：找出重力加速度的变化规律重力加速度的变化规律：在同一地点重力加速度g的大小是相同的，在不同的地方，g的值略有不同．(1)纬度越大的地方，g越大．(2)高度越高的地方，g越小．但是，在通常情况下，g的变化不大，一般取g＝s2，粗略计算时，取g＝10m/s2.【思考】自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。你能写出自由落体运动的规律吗？【板书】自由落体运动的规律匀变速直线运动自由落体运动速度与时间位移与时间速度与位移匀变速直线运动的规律对自由落体运动同样适用。【看看你的反应快慢】课堂小结：自由落体运动

一、自由落体运动的概念：物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。

二、自由落体运动的加速度：1、在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。2、重力加速度变化规律：在同一地点重力加速度g的大小是相同的，在不同的地方，g的值略有不同．(1)纬度越大的地方，g越大．(2)高度越高的地方，g越小．3、常取g=9．8m/s24、重力加速度的方向总是竖立向下的。三、自由落体运动的基本公式：四、自由落体运动的应用——测反应时间【你知道吗？】1、自由落体运动是 （）A．物体不受任何作用力的运动B．物体在真空中的运动C．加速度为g的竖直下落运动D．初速度为零，加速度为g的竖直下落运动2、利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有(