自由落体运动教案

《自由落体运动》教学设计【教学目标】

1．知识与技能：

（1）知道产生自由落体运动的条件；

（2）通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念。（3）能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。2．过程与方法：

（1）经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验自由落体运动现象。

（2）经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。3．情感、态度与价值观：

（1）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。（2）体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

（3）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。【教学重点】

自由落体运动的本质与规律。

【教学难点】

1．自由落体运动是匀加速直线运动。

2．自由落体加速度的大小g=9．8m/s2。

【教学方法】

1．观察法（生活与实验）

2．实验法

3．阅读法

【教学用具】

CAI课件、纸片若干、牛顿管、粉笔（举例用）、书签、直尺（实验用）。

【课时安排】

1课时（40分钟）

【教学过程】

●引入

1．生活中，经常看到物体沿着直线下落的现象。例如：手中的粉笔，树梢上的苹果等。

2．这些物体轻重不同，问：轻重不同的物体从同一高度同时下落，哪一个下落的更快？（学生回答：一样快。重的下落的快。）

●自由落体运动──探究实验

实验一：一张白纸片，一块大小相同的硬纸板，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到白纸片明显比下落得慢。

实验二：将白纸片揉成纸团，仍然是刚才大小相同的硬纸板，让其同时从同一高度由静止释放，可以明显看到纸团比硬纸板下落得快。

总结：实验一是重的下落的快，实验二是轻的下落的快，这不相互矛盾了吗？实验分析：

实验二：说明轻的物体也可能比重的物体下落得快，前面的结论错误。

两次实验对比：说明质量相同的物体下落的快慢不同，所以说重的物体下落得快的说法不准确。

问：两次实验过程中，将白纸片揉成纸团，重力有没有发生变化？（学生回答：没有）问：但是，它下落的比刚才要快，这是为什么？（学生回答：纸片、纸团的空气阻力不同，质量相同，说明物体下落的快慢要受到空气阻力的影响。）

过渡：如果不受空气阻力的影响？（讨论结果：在没有空气的空间里做物体下落实验）

●自由落体运动─—牛顿管演示实验

演示实验：让质量不同的鸡毛、铁片等物体在一个抽掉空气的玻璃管里下落，可以明显看到不同质量的物体下落的快慢是相同的。放入空气后，再重复前面的实验，发现其中的羽毛和铁片下落的快慢不相同。

播放视频：阿波罗号飞船登月时，宇航员在月球上做的自由落体实验。

实验结论：没有空气时候，物体受到那些力呢？（重力）上面的实验可以得到什么呢？（在没有空气的空间里物体下落时只受重力的作用，其下落的快慢与物体质量无关）。

过渡：到现在为止，我们对落体运动有了一定的认识了。

●自由落体运动──定义

1.定义：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。由上面的实验可知：做自由落体运动的物体，其下落的快慢与物体的质量无关。

2．练习：判断下列物体的运动是否是自由落体运动：

A．粉笔头在有空气的空间里由静止开始的运动是自由落体运动吗？

B．用手用力向下用力抛出的粉笔头是自由落体运动吗？

分析：自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生，且初速度为0．所以AB两物体的运动都不是自由落体运动。在有空气的空间里，如果物体受到的空气阻力相对重力来说非常小，或者可以忽略不计时，物体的下落可以近似的看成一个自由落体运动。

3．注意：自由落体运动中自由两个字的含义：一是物体受重力，二是物体的初速度为0。

过渡：自由落体运动的物体速度增加，则自由落体运动是匀加速运动还是一般的变加速运动？自由落体运动的运动学本质是什么呢？

●自由落体运动──—性质

首先自由落体运动不是匀速直线运动，而是一个加速运动，你能说出为什么吗？（物体的初速度为0，而一落一段时间后，速不在为0，说明速度是在增加）

自由落体运动是不是初速为0的匀加速运动呢？用什么方法验证？

设计实验：1.只需测量物体下落的加速度（通过打点计时器打下的纸带记录的情况进行分析）。2.要想得到纸带，需创设一个自由落体运动的情景（重物拖着纸带下落。）问：还需要的实验仪器有？（学生回答：电源、导线、直尺）

安装实验仪器，进行实验探究。根据打出的纸带测量两个计数点之间的间距（已知两个计数点间时间间隔为）。通过上一节课的学习我们知道：做匀变速直线运动的物体，连续相等时间间隔内的位移差是一个定值，即。同学们试想：如果通过计算证明重锤牵引纸带上连续相等时间间隔内的位移差是一个定值，不就能证明自由落体运动是变速直线运动。

学生活动：处理实验数据证明。结论：由此可见自由落体运动并不是一个新的运动类型，而是一个初速度为0的匀加速直线运动，比一般的匀加速运动更加特殊。

过渡：既然自由落体运动是一个匀加速直线运动，他的加速度也是一个特殊的值，是一个定值，大约是多少？如何计算？

●自由落体加速度

怎样求出其加速度呢？请同学们用你测得的数据计算出自由落体运动的加速度为多少？（由开始的数据可计算出自由落体加速度）

根据计算。由实验可以测得本图片上的自由落体运动的加速度约为9．8，在物理学中自由落体运动的加速度又叫做自由落体加速度，或重力加速度常常用字母g表示。

同一地点g的大小相同。科学家们又在不同的地点测量重力加速度，请同学们阅读课本上第44页的表格，思考：在地球上重力加速度随纬度的变化而怎样变化？变化是大还是小？（国际上取北纬45度的海平面的重力加速度9．80665为标准值，通常我们在计算时g取9．8，粗略估算时取10。）

加速度是一个矢量还是标量？（矢量）加速度的方向如何呢？（物体竖直下落，且是匀加速直线运动，所以重力加速度的方向竖直向下）

过渡：由此看来，自由落体运动非常特殊，是一个初速度为0，加速度大小为g，方向竖直向下的匀加速直线运动。同学们解决一个问题：

●自由落体运动的规律

例：我们的教学楼高为4层，假设现在某同学在楼顶做自由落体运动的实验，从上面由静止放下一个小球，不计空气阻力，请估算小球在第1s内下落的位移是多少？第1s末的速度是多少？怎样计算的？

解：把公式中换成0，加速度a换成g就可以计算了。自由落体运动的规律

速度公式：

位移公式：

●课堂小结

到这个时候、我们对自由落体运动的认识已经到了一个新的高度了，现在来总结一个本节课的知识：

（1）自由落体运动的定义：在物理学中，将物体只在重力的作用下由静止开始运动叫做自由落体运动。做自由落体运动的物体，其下落的快慢与物体的质量无关。

（2）自由落体运动是一个初速度为0，加速度大小为g，方向竖直向下的匀加速直线运动。

所以前面的公式都可以用。

●做一做：测量反应时间

自由落体运动是一个非常有用的运动，我们可以用他做很多事，现在我做做一个游戏，现在请一位同学上来，伸出两根手指，我一释放这个饭卡，你就抓住它。

每一个人在发现某种情况到采取相应的行动，都要延迟一小段时间，这段时间我们叫它反应时间。利用自由落体运动就可以设计一个测量反应时间的实验。请同学们根据开始的小游戏自行设计。

●课后作业

课后练习和“做一做”

【板书设计】

自由落体运动

一、自由落体运动

1定义：物体由只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动

2受力特征：只受重力

3运动特征：竖直直线初