2.4 自由落体运动 教案-高中物理人教版必修第一册

自由落体运动设计说明自由落体运动是是一种典型的匀变速直线运动.本节课引导学生进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器——打点计时器，记录下运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法。教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会。根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。测定重物自由下落的加速度.做好几个探究实验是本节课的关键。教学目标1、知识与能力（1）知道物体做自由落体运动的条件，认识重力加速度；（2）掌握自由落体运动的特点和规律；（3）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。2、过程与方法通过实验观察轻重不同物体的下落过程，探究自由落体运动的规律，体会科学推理和实验是揭示自然规律的重要方法和手段。3、情感态度和价值观感受前人崇尚科学、勇于探索的人格魅力和严谨务实的科学态度。教学重点1.通过实验探究自由落体运动规律的过程.2.掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题.教学难点采用打点计时器，记录下运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度教具准备多媒体课件、牛顿管、硬币、纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物（两个质量不同）等.课时安排1课时教学过程［新课导入］ 师：1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论，那么物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动——“探究自由落体运动”.［新课教学］知识准备：提问：1.匀变速直线运动的规律速度与时间的规律:位移与时间的规律：速度与位移的规律:由打点纸带求加速度的规律:2.怎样判断一个物体的运动是匀变速直线运动？例如下图所示是用打点计时器研究小车运动打出的一条纸带，A、B、C、D、E为在纸带上所选取的连续的5个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0．1s；试判断小车在做何种形式的运动？ 一、自由落体运动在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢在不少情况下是不同的.提出问题：1.重的物体一定下落得快吗？2.你能否证明自己的观点？探究一：什么是自由落体运动？【实验探究】演示实验一：让硬币和羽毛同时由静止释放。思考:是否重的物体一定下落的快?分组实验:取两张相同的纸，将其中一个揉成球，再同时由静止释放。思考:1、是什么原因造成的呢？2、如果没有空气阻力，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关.演示实验二“牛顿管”的实验将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同.做牛顿管对比实验要注意：①抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转.②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底.③打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大.④实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象.结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同. 介绍伽利略的逻辑推理师：阅读课本并回答：（1）什么叫自由落体运动？（2）自由落体运动的特点是怎样的？生:物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。特点是：（1）初速度为零；（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计。板书：1.自由落体运动的定义：只受重力作用，从静止开始的下落运动2.做自由落体运动的条件:（1）只受重力（2）初速度为零判断下列物体是否在做自由落体运动⑴向地面用力掷一小石块；⑵棉花团落地；⑶蹦极跳探究二：自由落体运动的性质实验：利用打点计时器打出自由落体运动的纸带，填写表格并回答下列问题，分析自由落体运动是一种怎样的运动?1.纸带上的点是在一条直线上还是一条曲线上？2.重锤是在作匀速直线运动吗？3.是加速还是减速运动？4.是匀加速运动吗？我们怎样去判断呢？点相邻计数点间的位移x(cm)位移之差Δx1x1= 2x2=x2-x1=3x3=x3-x2=4x4=x4-x3=5x5=x5-x4= 结论：自由落体运动是匀变速直线运动总结:自由落体运动的特点：V0=0.a=g匀变速直线运动对重力加速度g的几点说明：1.同一地点，任何物体的自由落体加速度相同，跟物体的轻重无关。2.重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关。随纬度增大而增大，随高度增大而减小。3.地面附近通常取g=9.8m/s2，粗略计算时，可取10m/s2。学生活动：利用匀变速直线运动规律推导自由落体运动规律板书：3、自由落体运动规律:①速度公式:v=gt②位移公式:x=1/2gt2③速度与位移关系:v2=2gx.应用:在汶川大地震中，一架直升飞机在灾区某地上空做定点空投救灾物资，已知每隔1秒释放一包物资,当第1包物资刚着地时,第五包刚好离开机舱开始下落。（g=10m/s2)求:①直升飞机距离地面的高度？②第一包与第二包之间的距离？学生活动：1.阅读教材第46页“测定反应时间”，回答下列问题：问题1：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为10cm，那么这位同学的反应时间是多少？随堂练习1.关于自由落体运动下列说法正确的是（）A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动D.当空气阻力小到可以忽略不计时，物体从静止开始下落的实际运动可视为自由落体运动2.自由落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为()  A.1m      B.5m  C.10m     D.不能确定3.估算从三楼晾台上下落的花盆，经多长时间到达地面？到达地面的速度有多大？（提示：每层楼高约2.8m，凉台高约0.9m)小结:自由落体运动的概念自由落体加速度(重力加速度)自由落体运动的规律板书设计：1.自由落体运动的定义：只受重力作用，从静止开始的下落运动2.做自由落体运动的条件:（1）只受重力（2）初速度为零3、自由落体运动规律:①速度公式:v=gt②位移公式:x=1/2gt2③速度与位移关系:v2=2gx课后反思这节课主要是通过实验对自由落体运动概念和规律进行探究和理解.指导学生实验和归纳讨论实验结果是本节课的关键。过程比结论更为重要。