《自由落体运动》教学设计 【教学目标】一、知识目标 1．知道物体做自由落体运动的条件.2．通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，在地球上不同的地方重力加速度的大小一般不同，通常情况下g取9.8m/s2. 3．掌握自由落体运动的运动学规律. 二、能力目标 1．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力.2．引导学生养成简单物理现象研究习惯,根据现象进行合理假设与猜想的探究方法.3.引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律. 三、德育目标 1．调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力. 2．加强对控制变量思想的认识. 【教学重点】 自由落体运动的本质与规律,并能应用其解决实际问题的能力。 【教学难点】 如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动的规律，并能够应用自由落体规律解决实际问题。 【教学方法】1．观察法（生活与实验） 2．实验法 3．阅读法 【教学用具】 多媒体课件、纸片若干、纸板一块、直尺两把、数码相机、小球． 【课时安排】 1课时（40分钟）【教学过程】【一】自由落体运动的条件1．以游戏引入新课：抓尺游戏，看看大家的反应。喊一位同学上来协助老师做实验，先抓短尺，后抓长尺。为什么长尺容易抓住而短尺抓住难？这其实与人的反应时间有关。那么人的反应时怎么测？能不能用尺子下落的运动测出反应时间？这直尺又是做的是怎样的一种运动呢？本节课我们来尝试解决这些问题，我们一起来学习自由落体运动。2．尺下落的运动，我们称之为落体运动。在我们生活中很常见。例如：露珠下落，苹果落地，高空蹦极都是生活中的落体运动。但是大家仔细观察过落体运动吗？大家看老师这里有面积相同的纸片和纸板，让它们从同一高度静止落下。学生观察现象，得出初步结论。 3．介绍历史：早在公元前4世纪的古希腊学者亚里士多德经过大量的观察也得到了相同的结论：重的物体下落得快。（幻灯片2）4．过渡：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？好吧，我们再做个小实验。
请同学们仔细观察，看看有什么发现？将纸片揉成纸团，与纸板从同一高度同时无初速度释放。现象：纸团先落地。似乎可以得出：轻的物体下落比重的物体下落快。老师：那就是说重的物体一定比轻的物体下落快是不正确的。反过来说轻的物体一定比重的物体下落快也是不正确的。那么只有一个说法：物体下落的快慢与物体的轻重无关。介绍伽利略对落体运动的研究老师：那么你们认为与什么有关呢？是什么因素在影响物体下落的快慢？（可以讨论一下）再做一个实验，大家可要仔细观察两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时无初速度释放现象：纸团先落地。结论：同样重的物体下落时也有快慢之分学生：（交流、讨论）与空气阻力有关老师：揉成纸团的与纸片哪个受到的空气阻力大？学生：纸片。老师：设想一下：如果没有空气阻力，从同一高度下落的轻重不同的物体快慢是一样的，是这样吗？猜想一下。学生：是。老师：来看一段视频：牛顿管演示实验（幻灯片4）老师：通过这实验，我们不难发现空气阻力对物体下落的快慢是有影响的，如果物体下落只受重力，物体下落的快慢应是相同的。当然在地球上寻找一片没有空气的空间是很困难的。而月球是真空，对吧，要是能在月球上做这个实验该多好呀！ 验证：1971年，阿波罗号飞船登月时，宇航员在月球上做的自由落体实验。（幻灯片5） 老师：在物理学中，将物体只在重力的作用下由静止开始运动叫做自由落体运动。由上面的实验可知：做自由落体运动的物体，其下落的快慢与物体的质量无关。（幻灯片5） 板书自由落体运动定义条件：一是物体受重力，二是物体的初速度为0。 分析：自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生，且初速度为0．但是大家想一下，在我们的生活中物体只受重力这样的运动存在吗？实际上并不存在。所以自由落体运动是一种理想化的运动。但是，在有空气的空间里，如果物体在下落的过程中，物体受到的空气阻力相对重力来说非常小，或者可以忽略不计时，把物体的下落近似看成一个自由落体运动。像刚才的这种抓住主要因素忽略次要因素的研究方法，是物理学经常用到的一种方法。伟大的实验物理学家伽利略曾说过：在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。我们能不能通过小球的下落来研究自由落体运动呢？能。我们来看一下小球下落的运动是什么运动。（初步观察：加速。轨迹为直线） 过渡：在前几节我们学过的运动有匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动等，自由落体运动的运动学本质是什么呢？ 【二】自由落体运动性质 1．首先自由落体运动不是匀速直线运动，而是一个加速运动，你能说出为什么吗？（物体的初速度为0，而一落一段时间后，速度不在为0，说明速度是在增加）2．自由落体运动的是不是匀加速运动呢？同学们回忆前面学过的知识，怎样判断一个运动是否为匀加速直线运动？（在连续且相等的时间间隔内，位移之差为一定值）（幻灯片6）提出猜想—怎样去验证（用实验的方法）——如何设计实验
3．教师分析：我们怎样设计实验来研究自由落体运动？自由落体运动的时间一般都非常短，我们用手表这样的计时仪器来研究就不行了，书上面给我们提供了一种方法──用打点计时器。阅读课文。讲解方法。（幻灯片7，8）4．还有别的方法吗？阅读课文本节习题5，然后介绍另一种方法―――频闪照片；（幻灯片9）。再告诉同学教材封面就是苹果下落的频闪照片，相邻两苹果间的时间间隔相同。然后展示数码相机和小球，介绍自己用相机拍摄了小球下落的照片。（播放视频和幻灯片10） 5．如果小球的运动真的是匀加速直线运动，则这些小球在连续且相等的时间间隔内，位移之差应为一定值；现在请同学们用你的直尺测量出小球的相的间距，判断一下小球是否满足这个规律。（测量后记在纸上，试分析各段位移的大小关系）（幻灯片11）位移大小（cm）S1=S2=S3=S4=S5= 6．由此可见自由落体运动并不是一个新的运动类型，而是一个初速度为0的匀加速直线运动，比一般的匀加速运动更加特殊。（幻灯片12） 7．过渡：既然自由落体运动是一个匀加速直线运动，我们就思考，如果他的加速度也是一个特殊的值该多好啊！怎样求出其加速度呢？从频闪照片上能行吗？（能）请同学们用你测得的数据计算出自由落体运动的加速度为多少？（由开始的数据可计算出自由落体加速度）（幻灯片12） 【三】自由落体加速度 1．由实验可以测得本图片上的自由落体运动的加速度为9．8m/s2，在物理学中自由落体运动的加速度又叫做自由落体加速度，或重力加速度常常用字母g表示。2．科学家们又在不同的地点测量重力加速度，请同学们阅读课本上第页的表格，思考：在地球上重力加速度随纬度的变化而怎样变化？变化是大还是小？（国际上取北纬45度的海平面的重力加速度9．80665m/s2为标准值，通常我们在计算时g取9．8m/s2，粗略估算时取10m/s2（幻灯片13）3．加速度是一个矢量还是标量？（矢量）加速度的方向如何呢？（物体竖直下落，且是匀加速直线运动，所以重力加速度的方向竖直向下） 4．过渡：由此看来，自由落体运动非常特殊，是一个初速度为0，加速度大小为g，方向竖直向下的匀加速直线运动。 【四】自由落体运动的规律与应用 1．自由落体运动的规律 速度公式：V=gt 位移公式：X=gt2/2，V2=2gX（幻灯片14）
2.自由落体运动是一个非常有用的运动，我们可以用它做很多事，开始上课时我们做过一个游戏，测量反应时间,每一个人在发现某种情况到采取相应的行动，都要延迟一小段时间，这段时间我们叫它反应时间。利用自由落体运动就可以设计一个测量反应时间的实验。讲原理与做法.（幻灯片15） 3．巩固练习（幻灯片16）例题：一物体从离地高80m处自由下落，求：（1）下落第二秒时的速度；（2）下落3s后还离地面多高？（3）继续下落还需几秒才能落地？（g=10m/s2）【小结】: 板书设计5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。2．条件： (1)只受重力作用。 (2)从静止开始下落。 3．性质：初速度为零的匀加速直线运动。 4．自由落体加速度 1）大小：通常取g=9．8m/s2，有时g=10m/s2。 相关因素：（1）随纬度的增加而增大。 （2）随高度的增加而减少。2）方向：竖直向下。5．自由落体运动的规律与应用
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