《 自由落体运动》教学设计

《 自由落体运动》教学设计

《 自由落体运动》教学设计 一、 教学目标 1、知识与技能

理解自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道地球上不同地方，重力加速度大小不同。

掌握自由落体运动规律。 2、过程与方法

由学生自主进行实验探究，通过打点计时器记录下运动的信息，定量地测定自由下落的加速度。

培养学生学会分析数据，利用实验引导学生进行观察、思考、讨论和交流。 3、情感态度与价值观

调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力。 培养学生的团结协作精神，敢于提出自己的见解。 [教学重点]

1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。 2、掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。 [教学难点]

理解自由落体运动条件及规律解决实际问题。 [设计理念]

自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，有其广泛性和特殊性。对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律。本节教材通过实验探究的方式得到自由落体运动概念和规律。基于教材特点，本教案设计“以人为本”，突出探究的重要性，让学生能力得到提升，体现物理教育在个性品质、好奇求知、质疑创新等方面的价值导向。

本课总体设计思想是：课堂通过简单易行的实验探究，寻找论据，经历交流实验结果和学生分析、讨论，让学生体会物体下落快慢与物体质量无关。通过“牛顿管”实验，打点计时器实验研究规律，在科学过程展示中推出学科知识，渗透科学思想方法，借助多媒体课件播放、实验探究及教师解说，着力于撼动青年学生崇尚科学的情感，弘扬浓厚的物理课程文化。 三、教具1、 硬币、与硬币等大的纸片、正方形等大的纸片和薄纸板、抽气机、牛顿管2、 多媒体教学软件四、主要教学过程 （一）、复习提问师：前面我们已经学习了匀变速直线运动的有关知识那物体在做匀变速直线运动时应遵循哪些规律呢？ 1、 规律： Vt=V0+at S=V0t+1/2 at2 2、 推论：

（1） Vt2-V02=2aS （2） V0=0

S1: S2: S3 …… =1:4:9 …… S Ⅰ : S Ⅱ : S Ⅲ …… =1:3:5 …… (3)Sn-Sn-1= Δ S=at2 ? —— 匀变速直线运动的判断方法之一

（二）引入新课今天我们要利用这些知识来研究一种非常常见的运动 （板书）1、物体的下落运动

举例：粉笔头下落、树上苹果下落等等

问：从运动轨迹看，落体运动有什么特点呢？ 生：都是沿直线竖直下落， （板书）（1）沿直线竖直下落的运动 问：受力有什么特点？

生：受重力作用，同时受空气阻力作用。 （板书）（2）受重力作用，同时受空气阻力作用。 问：（1）不同物体在下落过程中是重的物体下落快呢，还是轻的物体下落快？ （2）物体下落的快慢与什么因素有关？ （教师通过实验设疑）

[演示1]：现在我取一枚硬币和一张与硬币等大的纸片，让它们从同一高度同时下落，观察到了什么现象？

生：硬币先于纸片落地。

师：由于硬币比纸片来得重，能不能由此得出结论： （板书）物体越重，下落越快？ 生甲：重的物体下落快。 生乙：不一定。

[演示2]取一大一小纸片各一张，把小纸片揉成团，让两者从同一高度同时下，观察到了什么现象？

生：纸团比纸片先落地

师：现在纸团比纸片先落地，能不能由此得出结论： （板书）轻的物体比重的物体下落快？

（矛盾的结论使学生陷入了沉思，让学生思考议论，在教师的引导下让学生总结） 生：物体下落过程中有时是重的物体下落快，有时是轻的物体下落快，说明物体下落的快慢除了跟重力有关外，还跟其它因素有关。 师：到底还有什么因素在影响着物体下落的快慢呢？我们取两张完全相同的纸片，它们的重力是相同的，这样重力对下落的作用是一样的。再把其中的一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落，能观察到什么现象？ 生：纸团先于纸片落地。

师：重力相同的物体有时也不能同时落地，为什么呢？ （学生议论发言）

生：这些实验都是在空气中进行的，空气阻力影响了物体的下落运动。

师：对，同学们提出的假设是正确的，空气阻力的影响使问题变得复杂化了，现在，我们尽量减小空气阻力对物体的影响，会产生什么结果呢？

[演示3]把演示1实验中的纸片捏成一团让它跟硬币从同一高度同时下落

现象：纸团和硬币几乎同时落地 师：现在，重的物体和轻的物体几乎同时落地了，如果我们进一步改善实验条件，设法让物体在真空中，又会看到什么现象呢？

[演示4]取长约1.5米，上端封闭，另一端开口的玻璃筒，里面装有金属片、羽毛等，先抽光空气，再把玻璃筒倒立过来，观察到什么现象？ 生：金属片和羽毛同时落时。

师：总结以上的实验现象，我们可以得出怎样的结论呢？ 生：如果没有空气阻力，物体下落快慢相同。

（板书）（3）空气阻力忽略不计时，物体下落快慢相同 （教师用科学实验进一步说明此结论的正确性） 实例：（1）1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面上。

（2）1993年4月8日上午，来自世界各地的一些科学家用精密的自动投卸仪器把乌檀木、塑料、铝等不同材料制成的小球，从比萨斜塔塔身44米处投下，用精密电子仪器和摄像仪纪录，结果所有小球以同一速度落地。

师：空气阻力可以忽略不计时，物体沿直线下落的运动就是今天我们要讲的一类运动 （板书）2、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 特点：1。初速度为零。 2、物体只受重力作用。

（2） 自由落体运动的规律 意大利科学家伽利略对自由落体运动作了许多研究工作，他用简单明了的科学推理，巧妙地揭露了亚里士多德学说内部的矛盾，并推断自由落体运动是一种匀加速运动。

（用多媒体介绍伽利略对自由落体的研究。）

伽利略所处的年代还没有钟表，计时仪器也较差，自由落体运动又很快，伽利略为了研究落体的运动，利用当时的实验条件做了在斜面上从静止下滑的直线运动，证明了从静止下滑的情况下小球在斜面上的运动是匀变速直线运动，用逻辑推理外推到斜面倾角增大到90 ° 的情况，小球将自由下落，他认为这时小球仍会保持匀速直线运动的性质，构思相当之巧妙。 今天，距离伽利略的时代已经有三百多年了，伽利略当时无法实验证实的结论，我们已经可以用实验来证实了。

[多媒体演示]：让小球从一定高度下落，利用闪光照相技术拍照。把闪光照片放大，让学观察。

(教师简述研究方法)

师：照片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的。从照片上可以看出在相等时间间隔内，小球下落的位移越来越大,表明小球的速度越来越快,表明物体做得是加速运动。那如何判断小球做的是匀加速运动呢?

（教师提示从 Δ S=at2分析，让学生自己根据数据计算相同时间间隔内相邻位移之间的差值 Δ S，找出规律来，最后教师总结。）

师： Δ S在误差允许的范围内都是恒量，所以可判断自由落体运动是初速度为零的匀加速度运动 —— 证实伽利略的推断是正确的。（板书）结论1：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 师：那它在运动时应遵循哪些规律呢？ （板书）规律 ： Vt= at

S= at2/2 师：这个加速度对所有做自由落体运动的物体都相同吗？ 教师提示：要同一地点，从同一高度同时自由下落，同时到达地面，根据S= at2/2可知，它们的加速度必定相同。

（板书）结论2：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。 师：自由落体运动是一种只在重力作用下的运动，所以这个加速度可称为 （板书）结论3：重力加速度(g)（自由落体加速度） A. 数值和单位 a. g的变化规律 :

g随纬度的升高而增大

g随高度的增加而减小 b. 标准值：g=9.8m/s2,初中g=9.8N/Kg.粗略计算g=10m/s2 B. 方向：竖直向下 师：自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀变速直线运动，它应遵循哪些规律呢？ （板书）3、自由落体运动运动学规律 ① Vt=gt ② s= 1/2gt2

③ V2t=2gs 重力加速度的数值一般取9.8 g/m.s2 （板书）4、应用

例1：钢珠从17.7米高的地方落下，落下的时间是1.90秒,求重力加速度. 课堂小结： 1、自由落体是一种非常普遍的运动形式，日常生活中许多物 体的下落运动都可以看成是自由落体运动，所以研究自由落体具有普遍的意义。

2、在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方法。从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深的推入，从而得出了一种运动形式自由落体运动。这种理想化的方式，在以后我们学习物理时经常要用到。 3、测定匀变速度直线运动加速度的方法：a=(Sn-Sn-1)/t2= Δ S/ t2 板书设计：

第二章 直线运动 第八节 自由落体运动 1、物体的下落运动

（1）沿直线竖直下落的运动

（2）受重力作用，同时受空气阻力作用。 问题：（1）不同物体在下落过程中是重的物体下落快呢，还是轻的物体下落快？ （2）物体下落的快慢与什么因素有关？ 物体越重，下落越快？

轻的物体比重的物体下落快？

（3）空气阻力忽略不计时，物体下落快慢相同 2、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 特点：1。初速度为零。 2、物体只受重力作用。

（2）自由落体运动的运动学规律

结论1：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 规律 ： Vt= at S= at2/2

结论2：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。 结论3：重力加速度(g)（自由落体加速度） A. 数值和单位 a. g的变化规律 :

g随纬度的升高而增大 g随高度的增加而减小

b. 标准值：g=9.8m/s2,初中g=9.8N/Kg.粗略计算g=10m/s2 B. 方向：竖直向下