自由落体运动学案

2.5自由落体运动学习目标：1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体是一种理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动2、能用打点计时器或其他仪器得到自由落体的运动轨迹并能自主分析3、知道什么是自由落体加速度，知道它的方向以及特点4、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，并能解决实际问题知识回顾：默写公式（请自觉默写，默完再用红笔订正）匀变速直线运动：1、速度公式：__________________________________________________2、位移公式（两个）：___________________________________________3、速度-位移公式：_____________________________________________4、推论1：____________________________________________________5、推论2：____________________________________________________6、推论3：____________________________________________________一、探讨、思考、讨论1、石头和纸片下落的快慢一样吗？2、能不能说重的物体就下落得快？（这是两千多年前亚里士多德的结论）3、把一张小纸片（轻的）团起来，一张大纸片（重的）展开，同时下落，快慢一样吗？归纳：轻重物体下落快慢不同是由于___________________________造成的。猜想：当物体不受空气阻力时，所有物体下落的快慢应该是___________________。二、自由落体运动物体做落体运动时有哪些特点？物体只在___________作用下从__________开始下落的运动叫做自由落体运动。思考：物体自由落体运动属于什么类型的运动？A、匀速运动；B、匀加速运动；C、匀减速运动；D、初速度为零的运动。你能设计实验验证你的判断吗？设计思路：将打点计时器竖直放置，用铁块拖着纸带自由下落，纸带上打下的点就记录了铁块的运动规律。1、如何根据纸带上的点来证明重锤在做匀加速运动？将纸带系在铁块上，跟随铁块一起运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如上图所示，在纸带上选择连续的七个点标记为1、2、3、4、5、6、7。相邻各点间的距离分别为1.42cm，1.80cm，2.19cm，2.59cm，2.98cm，3.35cm。计算纸带的加速度.2、如何将从一个物体得出的结论上升为规律？3、改变条件，对不同的物体做多次实验，比较实验结果。科学家们通过大量的实验发现：不考虑空气阻力时，重量不同的物体，下落的快慢是相同的。在同一地点所有物体的重力加速度相等结论：自由落体运动是_____________________________________直线运动重力加速度的方向：竖直向下大小：通过实验测得：g=重力加速度的变化规律：地球表面上，赤道处最小，南北两极最大，即随着纬度的升高而增大；同一纬度的重力加速度可看成相等。同一地区，高度越高，重力加速度越小。三、自由落体运动的几个重要公式回忆匀变速运动的几个公式v0=0a=g例题1、某人为了测出一口井的深度，在井口让一个石块自由下落，经过2s听到石块落水的声音。（1）估算井口到水面的距离；（2）石块到达水面时的速度大小；（3）考虑到声音在空气中传播需要时间，第（1）问中估算的结果偏大还是偏小?例题2、1991年5月11日《北京日报》报导了一位青年奋勇接住从16层高楼窗口跌出的孩子的英勇事迹，如果每层楼高3m，该青年从他所在位置冲到事发的楼下需要1.8s，请你估算一下他要接住孩子，至多允许他有多长的反应时间？孩子被他接住时速度多大？（g取10m/s2）例题3、某人为了测量一幢楼房的高度，从楼顶边缘让一石块自由下落，不计空气阻力，石块经过某个房间窗外的时候，恰好被正在阳台上的小明看到，小明看到石块经过窗台1s后，听到石块落地的声音。忽略声音在空气中传播的时间，小明家窗台到地面的高度为15m，试求该楼房的高度。（g取10m/s2）小实验：测试你的反应时间实验器材：一根刻度尺（或者长一点的细杆）两人配合，甲拿着刻度尺，零刻度朝下，竖直拿着；乙手指虚握，放在刻度尺零刻度线附近；甲松手，让尺自由下落，乙看到尺下落，立即用手指抓紧刻度尺；读出手指所抓位置的刻度，根据自由落体运动的知识，可以算出尺下落的时间，也就是乙的反应时间。（参考课本45页“做一做”）由h=(gt2)/2可以算出尺的下落时间。也可以从下表中查出数据。你的尺下落高度：______________cm，你的反应时间为：_______________s反应时间和尺自由下落高度对照表反应时间t(s)下落高度h(cm)反应时间t(s)下落高度h(cm)0.07s2.40.18s15.90.08s3.10.19s17.70.09s4.00.20s19.60.10s4.90.21s21.60.11s5.90.22s23.70.12s7.10.23s25.90.13s8.30.24s28.20.14s9.60.25s30.60.15s11.00.26s33.10.16s12.50.27s35.70.17s14.20.28s38.42.6伽利略对自由落体运动的研究本节内容请同学们自学完成。自学过程中，注意以下几点：1．通过历史，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对科学发展的推动作用。2．了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。3．从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。一、关于运动的认识：两个代表人物1、亚里士多德：认为重的物体下落的快，物体的运动需要力来推动……2、伽利略：重物与轻物下落一样快，物体的运动不需要力来维持……（你了解这两位著名的历史人物吗？这两位在他们那个时代都是了不起的，站在时代前端，引领了科学发展的人物，请查阅资料，了解两位的生平事迹）二、伽利略对运动的研究1、批判现有观点：亚里士多德的观点：重的物体下落的快（已经流传的两千多年）逻辑的力量：自学课本，看看伽利略是如何批判“重的物体下落的快”这个观点的。解释：为什么生活中重的物体下落的确实比轻的物体快？_______________________________________________________________________2、提出自己的猜想伽利略提出了什么猜想？3、设计实验，用事实证明自己的猜想阅读课本，认真体会伽利略的实验过程、推理过程，从建立概念、制造实验器材、设计实验方案、对实验现象的归纳、推理、拓展，体会伽利略探索自然规律的艰辛和喜悦，敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。伽利略做了严格的自由落体实验了吗？伽利略是如何把他的实验结论推理到自由落体运动的？三、从伽利略的研究看伽利略的贡献1、建立了许多_____________________的概念，为后人的研究建立了基础；1638年出版的《_________________________》，奠定了伽利略近代力学创始人的地位。2、创造了一套科学研究的方法（这是对整个近代科学的发展都有重大意义的）这个方法的核心是把__________和_________________、数学归纳结合起来，用事实、数据、严格的数学证明代替当时很流行的思辨，为科学的发展指引了一条光明大道。基本流程：①观察