第五节 自由落体运动
【学情分析】
1．学生在刚学完匀变速直线运动的规律后，急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，而对自由落体运动的研究，恰恰适应了学生的这一要求，在本节课的学习中，要让学生的认识有进一步的提高。
2．本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。
3．两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献,讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价,这样既可以培养学生热爱科学的思想,又可以活跃课堂气氛。
一教学目标
知识与技能
1． 认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，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实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3． 知道什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
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，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
5． 初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力。
过程与方法
1．通过演示实验，让学生进一步了解打点计时器的应用，定量的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的方法。
2． 培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。
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。
情感态度与价值观
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. 渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体。
3. 培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。
二、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. 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
三、教学难点
理解并应用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
四、教学过程
[引入] 展示生活中常见的物体下落的现象
物体下落的运动是一种常见的运动，当树叶片片飘落，雨点滴滴落下的时候，你们有没有注意过这种运动？物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起来探究物体下落的规律。
首先，我们来研究这样两个问题：
（1） 在现实生活中 ，不同物体的落体运动，下落的快慢相同吗？
（2） 重的物体一定下落得快吗？
[演示实验]①让一张纸与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？（小硬币先落地）
②把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落（几乎同时落地）
提问：为什么会出现这种现象呢？（这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。）
如果把不同的物体放在真空的环境下研究它们下落的快慢，情况又是怎样的？
[演示实验] “牛顿管”实验
[多媒体演示] 模拟“牛顿管”实验
分析：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。
[板书]一、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。
说明：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体下落也可以近似的看作自由落体运动。
[提问引入]前面我们已经接触过匀速直线运动，变速直线运动和匀变速直线运动，大家猜想一下自由落体运动属于哪一种运动呢？
下面我们就来研究一下自由落体运动的运动性质。
[演示实验]用打点计时器测量物体下落的加速度。
[多媒体演示]小球下落的频闪照片，以及其速度随时间的变化规律。
分析：从小球的速度随时间的变化规律我们可以判断，自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。
[板书]⒉ 运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。
从刚才的多媒体课件中我们可以知道，物体做自由落体运动的加速度大小为9.8m/s2,使用不同物体进行反复实验表明，在同一地点一切物体自由下落的加速度都是相同的，这个加速度叫自由落体加速，也叫重力加速度。
[板书]二、自由落体加速度（重力加速度g）
⒈大小：通常情况下取9.8m/s2
⒉方向：竖直向下
⒊地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2）
[提问]下表列出了一些地点的重力加速度，大家看看能从表中发现什么规律？（越往北重力加速度月大，说重力加速度与地理纬度有关，纬度越高 ，重力加速度越大。）
[板书]三、自由落体运动的计算公式
[学生活动]请参照匀变速直线运动的公式写出自由落体运动相应的公式。
匀变速直线运动 自由落体运动
速度公式： v=v0+at v=gt
位移公式： x=v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2
v2-v02=2ax v2=2gx
根据我们今天所学习的内容，大家完成以下的题目
例1：下面关于自由落体运动及重力加速度的说法中正确的是（ B ）
A．初速度为零的运动就是自由落体运动。
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动
C．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小
D．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地
例2．一个物体从20m高的地方下落，到达地面时的速度是多大?(取g=10m/s2)
解：，
解得：
【同步练习】一个物体从离地面80m的空中自由落下，求： (取g=10m/s2)
（1）经过多长时间落到地面
（2）自开始下落计时，在最后1s的位移
解：（1），解得：
（1） 前内，位移为
解得最后1s的位移为
【小结】这节课我们学习了对自由落体运动和规律的认识和理解。首先大家要注意自由落体运动实际上是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g。大家要结合匀变速直线运动的规律来理解它。在做题时，首先要物体所做的是自由落体运动，才能使用相应的规律解题。
自由落体运动实际上是一个理想化的模型，但是在现实生活中有很多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有普遍的意义。
五、[板书设计]
一、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。
⒉运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度（重力加速度g）
⒈大小：通常情况下取9.8m/s2
⒉方向：竖直向下
⒊地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2）
三、自由落体运动的计算公式
匀变速直线运动 自由落体运动
速度公式： v=v0+at v=gt
位移公式： x=v0t+(1/2)at2 h=(1/2)gt2
v2-v02=2ax v2=2gh
微信/支付宝扫码支付