利用自由落体探究空气对物体下落的影响空气阻力自由落体教案

第页共页利用自由落体探究空气对物体下落的影响空气阻力自由落体教案空气阻力自由落体教案自由落体实验是物理实验中很基础的一个实验之一，在中学物理课堂上，通常会利用自由落体的实验来研究某些物理规律和现象。在自由落体实验中，如果要对空气对物体下落的影响进行探究，就需要研究其中的一个因素——空气阻力。本篇文章中将详细介绍自由落体实验中的空气阻力自由落体教案，从而让学生能够了解到自由落体实验中空气阻力的影响，同时掌握实验的方法和技巧。一、实验原理自由落体的实验原理是，物体受到重力作用下落时，如果空气中没有任何物体阻挡，那么物体就可以自由下落，且下降的速度为相对稳定的加速度，其大小约为$9.8m/s^2$。但在实际情况下，气体分子与下落物体碰撞时的弹性碰撞会使得下落物体在下落过程中受到空气阻力的影响，从而导致物体下降的速度减小。具体而言，随着物体下落速度的逐渐增大，空气阻力对其的影响也越来越明显，直到最后物体的下落速度达到一个稳定状态时，空气阻力与重力的相互作用几乎相等，物体只能以恒定的速度下降。二、实验内容和步骤搭建实验装置在进行实验前，需要事先搭建好实验装置。这里我们采用的装置是在一张平板上安装一根粗直径的竹杆，然后将一枚小的落地球贴在竹杆的上方，让它保持相对静止。这个小落地球可以是一个金属球、橡胶球或者其他固体材料的球。准备辅助器材实验需要配备某些辅助材料，例如一个手持计时器、一个白纸、一根透明的塑料管子。手持计时器的主要作用是测量小落地球从释放到着地的时间，白纸可以用来读取竹杆上每一段上升距离所对应的时间，透明管子可以用来比较两个不同重量的小球，其下落速度的差异。这些材料保证了实验的易于操作性和精确性。开始实验(1)先用手拿着小落地球，将其拉到竹杆顶端，释放后让其自由落体到地面。观察落地球自由落体的运动，并用手持计时器测量小球从放出到着地的时间t。(2)将白纸固定在竹杆的下方，然后让落地球从竹杆上的不同位置自由落下。每次手持计时器计时，先测量小球从竹杆上距离白纸10厘米处的位置释放到落到白纸上的时间，并记录下这一时刻竹杆上方所有的不同下落高度。重复上述步骤，得到不同高度小球下落到白纸上的时间和反应间隔时间。(3)用透明的塑料管子分别比较不同重量的小球的下落速度，记录下下落的时间。数据统计和分析(1)将实验数据整理，得到不同高度与时间的数据点，并画出不同高度下落时间的曲线图。(2)通过比较不同重量的小球下落的时间，分析和探究空气阻力与物体下落的关系。观察到物体重量和大小不同，对下降速度的影响不同。(3)对实验数据进行分析和解释，从而得到实验结论。空气对物体下落的影响可以通过空气阻力来衡量。三、实验注意事项实验过程中应保证实验装置的稳定性，尽量减少人为因素的影响。测量过程应仔细并严谨，每次实验都应该反复、多次进行。实验时一定要注意安全，课堂上进行实验时需要遵守学校的实验操作规程。四、实验结论通过以上实验，我们可以得出“空气阻力对物体下落速度的影响”这个结论。在自由落体实验中，空气分子与物体的碰撞会导致物体受到空气阻力的影响，从而减缓物体下落的速度，直到物体的下落速度达到一个稳定状态时，重力和空气阻力的作用力相等，物体只能以恒定的速度下落。另外，实验中还发现物体的质量和大小也会影响其下落速度，越大越重的物体，下落速度越快。而且在空气的影响下，由于物体的重力发生变化，最终下落的速度被气体弹性阻抗减少了。这些结论对于学生的科学理解和物理学科的学习都具有重要的意义。自由落体实验是中学物理教