《自由落体运动》导学案

《自由落体运动》导学案自由落体运动导学案学习目标：1、理解自由落体运动的概念，知道它是初速度为零的匀加速直线运动（重点）。2、能运用匀变速直线运动的规律来解决自由落体运动的相关问题（重点）。3、探究自由落体运动加速度的大小和方向，提高实验探究能力（难点）。预学案：知识点一：自由落体运动的概念1、阅读课本相关内容，回答什么是自由落体运动？-提示：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。这里要注意“只受重力”和“从静止开始”这两个条件哦。2、生活中有哪些近似自由落体运动的例子呢？-可以想一想从手中静止释放的小石块，在忽略空气阻力的情况下，它的下落运动就近似是自由落体运动。知识点二：自由落体运动的性质1、自由落体运动是一种什么性质的运动呢？-它是初速度为零的匀加速直线运动。那我们怎么知道它是匀加速直线运动呢？这就需要我们后面通过实验或者理论推导来确定啦。2、自由落体运动的速度公式和位移公式-因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，对于匀加速直线运动，速度公式是v=v0+at，这里初速度v0=0，加速度为重力加速度g，所以自由落体运动的速度公式就是v=gt。-位移公式对于匀加速直线运动是x=v0t+\frac{1}{2}at^2，那么自由落体运动的位移公式就是x=\frac{1}{2}gt^2。知识点三：重力加速度1、什么是重力加速度？-重力加速度就是物体在重力作用下产生的加速度，用符号g表示。2、重力加速度的大小和方向-在地球上，不同的地方重力加速度的大小略有不同，一般取g=9.8m/s²，方向是竖直向下的。探究案：探究一：探究自由落体运动的性质1、小组讨论：我们可以通过什么实验来证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动呢？-提示：可以想到打点计时器实验。利用打点计时器打出自由下落物体的纸带，通过测量纸带上的点间距，计算出物体在不同时间间隔内的位移、速度等，从而判断它是否是匀加速直线运动。2、如果我们假设自由落体运动是匀加速直线运动，根据你所学的匀变速直线运动的规律，设计一个简单的计算，来验证这个假设。-例如，我们可以根据位移公式x=\frac{1}{2}gt^2，测量出物体在不同时间下落的位移，然后看位移和时间的平方是否成正比，如果成正比，就可以初步验证它是匀加速直线运动啦。探究二：重力加速度的测量1、小组讨论：除了直接知道重力加速度的数值，我们还可以通过什么方法来测量重力加速度呢？-可以想到利用单摆实验来测量重力加速度。那单摆的周期公式是什么呢？它和重力加速度有什么关系呢？这就需要大家回忆一下相关知识啦。2、设计一个简单的实验方案来测量重力加速度，并且说明需要测量哪些物理量，以及如何根据这些物理量计算重力加速度。检测案：1、一个物体做自由落体运动，下落时间为t=3s，求它下落的高度。-答案：根据自由落体运动的位移公式x=\frac{1}{2}gt^2，把g=9.8m/s²，t=3s代入公式，可得x=\frac{1}{2}\times9.8\times3^2=44.1m。2、一物体从高处自由下落，经过某一高度为h=20m的窗户用时t=2s，求物体开始下落时距离窗户上沿的高度。-答案：设物体到达窗户上沿的速度为v0，根据位移公式h=v0t+\frac{1}{2}gt^2，将h=20m，t=2s，g=9.8m/s²代入，可先求出v0=\frac{h-\frac{1}{2}gt^2}{t}=\frac{20-\frac{1}{2}\times9.8\times2^2}{2}=0.2m/s。再根据速度位移公式v0^2=2gh0（这里h0是物体开始下落时距离窗户上