5自由落体运动教案1

5　自由落体运动　 高中物理       人教2003课标版

1．知识与技能：

（1）认识自由落体运动现象；

（2）知道产生自由落体运动的条件；

（3）能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。

2．过程与方法：

（1）经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验自由落体运动现象。

（2）经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。

3．情感、态度与价值观：

（1）体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

（2）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。

       自由落体运动，学生有一定感性和模糊的体会，但理解自由落体运动概念，对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动；其次生活中的落体运动与自由落体运动的区别──现实与理想的差异。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。

       学生有匀变速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础，完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。学生可能将自由落体运动与匀变速直线运动知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到自由落体运动只是特殊匀变速直线运动而已。

重点：什么是自由落体运动及产生自由落体运动的条件、实质。

难点：（1）物体下落快慢影响因素的探究；

（2）自由落体运动的运动性质的分析。

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 V t =V 0 +at S=V 0 t+1/2 at 2 2 、推论： （ 1 ） V t 2 -V 0 2 =2aS （ 2 ） V 0 =0 S 1 : S 2 : S 3 „„ =1:4:9 „„ S Ⅰ : S Ⅱ : S Ⅲ „„ =1:3:5 „„ (3)S n -S n-1 = Δ S=at 2 —— 匀变速直线运动的断判方法之一

（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：都是沿直线下落。 （板书） （ 1 ）沿直线下落的运动 问：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？ 生甲：重的下落快。 生乙：轻的下落快。 （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，能不能由些得现结论： （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] 取厚纸板一张，与厚纸板等大的纸片一张，把纸片揉成团，让两者从同一高度同时 下，观察到了什么现象？ 生：纸片比纸板先落地 师：现在纸片比纸板先落地，能不能由些得出结论： （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] 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，把玻璃 筒倒立过来，观察到什么现象？ 生：金属片比羽毛下落的快。

[ 演示 4] 抽光玻璃筒中的空气，再做以上实验，又观察到什么现象？ 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） （ 2 ）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： 没有空气阻力， 物体沿直线下落的运动就是今天我们要讲的一类运动 ------ 自由落体运动。 空气阻力可以忽略不计时，物体沿直线下落的运动也可以看成自由落体运动

（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

                                              （ 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。 （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（目的为了“冲淡 重力” ） ， 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。 [ 演示 5] ：让小球从一定高度下落，利用电磁打点计时器研究自由落体运动的规律。 ( 教师简述研究方法 ) 师：纸带上相邻的点是相隔同样的时间打下的。从纸带上可以看出在相等时间间隔内，重物 下落的位移越来越大 , 表明小球的速度越来越快 , 那如何判断小球做的是匀加速运动呢 ? （教师提示从 Δ S=at 2 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 ： V t = at S= 1/2 at 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= 1/2 at 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 ------ 重力加速度 (g) （自由落体加速度） （板书） 结论 3 ：重力加速度 (g) （自由落体 加速度） A 、 数值用单位 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/s 2 , 初 中 g=9.8N/Kg. 粗略计算 g=10m/s 2 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 、自由落体运动规律 ① V t =gt ② s= 1/2gt 2 ③ V 2 t =2gs 重力加速度的数值 g/m .s 2

（板书 ） 4 、应用 课本 P49 讨论与交流 P49

5　自由落体运动　

5　自由落体运动　

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 V t =V 0 +at S=V 0 t+1/2 at 2 2 、推论： （ 1 ） V t 2 -V 0 2 =2aS （ 2 ） V 0 =0 S 1 : S 2 : S 3 „„ =1:4:9 „„ S Ⅰ : S Ⅱ : S Ⅲ „„ =1:3:5 „„ (3)S n -S n-1 = Δ S=at 2 —— 匀变速直线运动的断判方法之一

（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：都是沿直线下落。 （板书） （ 1 ）沿直线下落的运动 问：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？ 生甲：重的下落快。 生乙：轻的下落快。 （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，能不能由些得现结论： （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] 取厚纸板一张，与厚纸板等大的纸片一张，把纸片揉成团，让两者从同一高度同时 下，观察到了什么现象？ 生：纸片比纸板先落地 师：现在纸片比纸板先落地，能不能由些得出结论： （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] 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，把玻璃 筒倒立过来，观察到什么现象？ 生：金属片比羽毛下落的快。

[ 演示 4] 抽光玻璃筒中的空气，再做以上实验，又观察到什么现象？ 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） （ 2 ）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： 没有空气阻力， 物体沿直线下落的运动就是今天我们要讲的一类运动 ------ 自由落体运动。 空气阻力可以忽略不计时，物体沿直线下落的运动也可以看成自由落体运动

（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

                                              （ 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。 （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（目的为了“冲淡 重力” ） ， 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。 [ 演示 5] ：让小球从一定高度下落，利用电磁打点计时器研究自由落体运动的规律。 ( 教师简述研究方法 ) 师：纸带上相邻的点是相隔同样的时间打下的。从纸带上可以看出在相等时间间隔内，重物 下落的位移越来越大 , 表明小球的速度越来越快 , 那如何判断小球做的是匀加速运动呢 ? （教师提示从 Δ S=at 2 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 ： V t = at S= 1/2 at 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= 1/2 at 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 ------ 重力加速度 (g) （自由落体加速度） （板书） 结论 3 ：重力加速度 (g) （自由落体 加速度） A 、 数值用单位 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/s 2 , 初 中 g=9.8N/Kg. 粗略计算 g=10m/s 2 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 、自由落体运动规律 ① V t =gt ② s= 1/2gt 2 ③ V 2 t =2gs 重力加速度的数值 g/m .s 2

（板书 ） 4 、应用 课本 P49 讨论与交流 P49