5自由落体运动教学目标设计

5　自由落体运动 高中物理       人教2003课标版

1. 知识与技能

   (1)明白影响物体下落快慢的主要因素是空气阻力，在忽略空气阻力时物体下落快慢相同；

(2)掌握自由落体运动的定义及条件。

2．过程与方法

(1）学会运用理想化方法，体验抓住主要因素、忽略次要因素的物理学研究方法，并能将实际问题转化为自由落体运动的模型进行处理；

（2）引导学生观察思考物理实验，根据实验现象进行合理地假

假设与猜想，最后进行验证，这也是物理学中研究问题的一般方法。

3. 情感态度与价值观

(1 )在教学中渗透对物理方法的教育，使学生体会对问题的研究要善于抓住事物的主要矛盾,透过现象看本质；

（2）通过提问，鼓励、启发学生的积极参与和大胆发言，促进课堂和谐气氛，使学生在愉快的环境中学习知识，感悟学科价值魅力。

由于受到日常生活的影响，学生对于“重的物体下落的快，轻的物体下落的慢”印象很深，因此在教学过程中做好演示实验就显得尤为重要。

学生在学习本节内容以前，已经在前面的学习中掌握了匀变速直线运动的相关知识，具备了学习本节课内容的基本知识。

重点：1.帮助学生改正日常生活中形成的“重的物体下落的快”这个错误观念；

2.自由落体运动的定义及条件。

难点：对“物体下落的快慢与物体轻重无关”这个观念的认识。理解空气阻力是影响物体下落快慢的主要因素。

1、复习提问：匀变速直线运动规律是怎样的？

出示课件显示要复习提问的内容，提问学生，屏幕再显示相关内容，内容如下：

2、导语：我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体下落得快，物体下落的速度到底与物体的重量有没有关系呢？今天我们这节课就来研究物体下落的运动。

    列举生活中的现象如现在的秋天落叶等等，同时出示课件显示课题。

（一）自由落体运动

1、实验一、小球的自由下落

（1）个别学生参与实验。

（2）出示课件演示，利用课件引导学生观察分析：下落的小球只受重力，它在重力的作用下沿着竖直方向下落。

设问：自由下落的物体的运动快慢与哪些因素有关呢？我们应该在什么样的条件下研究自由下落物体的运动呢？

2、实验二、等面积的纸片和铁片同时下落（实物演示和课件演示相结合）

（1）个别学生参与实验：

演示并引导学生观察现象：铁片比纸片下落得快。

（2）出示课件演示并介绍：

早在两千多年前，希腊的哲学家亚里士多德就针对物体下落的运动提出了“物体越重，下落得越快”的观点。亚里士多德通过对事物一些表面现象的观察就得出了这样的结论。

3、实验三、纸片和轻纸团同时下落（实物演示和课件演示相结合）

所有学生参与实验，演示并引导学生观察现象：轻纸团下落得快。

实验结论：轻的物体也可能下落得快。

实验四、等重的纸片和纸团同时下落（实物演示和课件演示相结合）

所有学生参与实验，演示并引导学生观察现象：纸团下落得快。

实验结论：重量相同的物体下落的快慢可能不同。

引导学生归纳总结：物体下落的快慢与重力大小无关。（出示课件完成板书）

这说明亚里士多德的“物体越重，下落得越快”的观点是错误的，而这个观点使人们在错误的结论下走了两千多年。

结合课件介绍：距我们三百多年前的伽利略经过上百次的大量实验和数学推理就已经证实了物体下落的快慢与重力大小无关。他是第一个敢于对亚里士多德的观点提出质疑的科学家，第一个研究了落体运动的规律，由于对科学的坚持而受到教会的迫害。

（备注：具体教学中注意根据教学实际，灵活安排对伽利略的介绍）

我们要学习伽利略那样具有敢于创新，勇于实践，坚持真理的科学精神。

设问：物体下落的快慢与重力大小无关，那影响物体下落快慢的因素是什么呢？今天我们必须换个角度来研究这个问题。

4、实验五、牛顿管实验（实物演示和课件演示相结合）

（1）实验装置介绍：一个玻璃管，里面有块铁片、一块软木和一根羽毛。

（2）实验演示，引导学生观察：没有抽气时，羽毛比铁块下落慢得多；抽去空气后，羽毛和铁块下落的快慢相同。（课件上的实验五和实验六）

（3）引导学生分析：

玻璃管里面没有空气存在时，没有空气阻力，铁块、软木和羽毛三个物体只在重力的作用下从静止下落，它们下落的快慢是相同的，可见与物体的重量无关。

玻璃管里面有空气存在时，有空气阻力，而较轻的羽毛在下落过程中受到方向向上的空气阻力的影响很大，所以羽毛下落的很慢。

同理分析并解释实验二、实验三、实验四。

回答上述设问：物体下落快慢不同的原因是由于空气阻力的存在。（出示课件完成板书）

5、自由落体运动的定义

我们研究一个问题，可以从最简单、最基本的情况入手，由浅入深地展开。由于影响空气阻力大小的因素太复杂，于是我们不考虑空气阻力，把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。

定义：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。

（出示课件完成板书）

物体做自由落体运动的条件是：

（1）只受重力而不受其他任何力，包括空气阻力。

（2）从静止开始下落。

实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动。

过渡语：下面我们一起来研究自由落体运动的规律。

6、自由落体运动的规律

    （1）小球作自由落体运动的频闪照相

出示课件演示，并利用课件引导学生观察分析：照片上的像是相隔同样的时间拍摄的。在相等的时间间隔内，小球下落的位移越来越大，说明小球的速度越来越大，即小球在做加速运动。

设问：那自由落体运动是否是匀加速直线运动呢？

（2）利用小球作自由落体运动的频闪照相的照片测出有关数据计算证明自由落体运动是否是匀加速直线运动。

    涉及到的知识：匀变速直线运动中，在连续相等的时间里通过的位移之差是个恒量。

                  △S=aT2

出示课件演示，引导学生计算。

    （3）引导学生分析、总结和归纳，得出研究结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。下落的加速度为9.8m/s2。

这个结论其实早在三百多年前，伽利略经过上百次的大量实验和数学推理就已经得出。

（出示课件完成板书）

（4）因为自由落体运动的初速度是零，加速度用g表示，请同学们推出自由落体运动规律的公式：

（出示课件完成板书）

过度语：自由落体运动的加速度我们称之为自由落体加速度也叫做重力加速度。请同学们阅读课文，回答下面的问题。

（二）自由落体加速度

1、要求学生阅读课文，回答下面的问题。

出示课件显示：

什么是自由落体加速度？

自由落体加速度由什么力产生？

自由落体加速度的方向和大小？

同一地点，不同物体的自由落体加速度是否相同？

不同地点，物体的自由落体加速度是否相同？

2、学生回答，老师归纳。（出示课件完成板书）

自由落体加速度 ：

（1）定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度也叫做重力加速度。通常用g表示。

（2）自由落体加速度由重力产生。

（3）自由落体加速度的方向始终竖直向下，其大小与物体在地球上的位置有关，与物体离地面的高度也有关。自由落体加速度一般随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减小。在通常的计算中取g=9.8m/s2，粗略计算取g=10m/s2。

课堂小结

出示课件显示

知识：1、自由落体运动及其运动规律。

2、自由落体加速度。

能力：1、透过现象去抓住事物的本质。

2、通过实验、观察、推理、归纳、总结等方法去探索自然规律。

品德：1、养成认真、仔细、实事求是的科学态度。

2、树立敢于创新，勇于实践，坚持真理的科学精神。

课堂训练：

1．以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是哪些? (    )

A．物体开始下落时，速度为零，加速度也为零。

B．物体下落过程中速度增加，加速度保持不变

C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大

D．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量

2．将自由落体运动分成位移相等的4段，最后一段位移所用时间是2s，那么下落的第l段位移所用时间是下面的哪个值?  (    )  

       A．0．5s  B．1．7s  C．8s D．7．5s

3．自由落体运动中，物体在第______s内下落的距离是它在第ls内下落距离的9倍。物体在从t=_____s到______s的ls内下落的距离是第ls内下落距离的20倍。

5　自由落体运动

5　自由落体运动

1、复习提问：匀变速直线运动规律是怎样的？

出示课件显示要复习提问的内容，提问学生，屏幕再显示相关内容，内容如下：

2、导语：我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体下落得快，物体下落的速度到底与物体的重量有没有关系呢？今天我们这节课就来研究物体下落的运动。

    列举生活中的现象如现在的秋天落叶等等，同时出示课件显示课题。

（一）自由落体运动

1、实验一、小球的自由下落

（1）个别学生参与实验。

（2）出示课件演示，利用课件引导学生观察分析：下落的小球只受重力，它在重力的作用下沿着竖直方向下落。

设问：自由下落的物体的运动快慢与哪些因素有关呢？我们应该在什么样的条件下研究自由下落物体的运动呢？

2、实验二、等面积的纸片和铁片同时下落（实物演示和课件演示相结合）

（1）个别学生参与实验：

演示并引导学生观察现象：铁片比纸片下落得快。

（2）出示课件演示并介绍：

早在两千多年前，希腊的哲学家亚里士多德就针对物体下落的运动提出了“物体越重，下落得越快”的观点。亚里士多德通过对事物一些表面现象的观察就得出了这样的结论。

3、实验三、纸片和轻纸团同时下落（实物演示和课件演示相结合）

所有学生参与实验，演示并引导学生观察现象：轻纸团下落得快。

实验结论：轻的物体也可能下落得快。

实验四、等重的纸片和纸团同时下落（实物演示和课件演示相结合）

所有学生参与实验，演示并引导学生观察现象：纸团下落得快。

实验结论：重量相同的物体下落的快慢可能不同。

引导学生归纳总结：物体下落的快慢与重力大小无关。（出示课件完成板书）

这说明亚里士多德的“物体越重，下落得越快”的观点是错误的，而这个观点使人们在错误的结论下走了两千多年。

结合课件介绍：距我们三百多年前的伽利略经过上百次的大量实验和数学推理就已经证实了物体下落的快慢与重力大小无关。他是第一个敢于对亚里士多德的观点提出质疑的科学家，第一个研究了落体运动的规律，由于对科学的坚持而受到教会的迫害。

（备注：具体教学中注意根据教学实际，灵活安排对伽利略的介绍）

我们要学习伽利略那样具有敢于创新，勇于实践，坚持真理的科学精神。

设问：物体下落的快慢与重力大小无关，那影响物体下落快慢的因素是什么呢？今天我们必须换个角度来研究这个问题。

4、实验五、牛顿管实验（实物演示和课件演示相结合）

（1）实验装置介绍：一个玻璃管，里面有块铁片、一块软木和一根羽毛。

（2）实验演示，引导学生观察：没有抽气时，羽毛比铁块下落慢得多；抽去空气后，羽毛和铁块下落的快慢相同。（课件上的实验五和实验六）

（3）引导学生分析：

玻璃管里面没有空气存在时，没有空气阻力，铁块、软木和羽毛三个物体只在重力的作用下从静止下落，它们下落的快慢是相同的，可见与物体的重量无关。

玻璃管里面有空气存在时，有空气阻力，而较轻的羽毛在下落过程中受到方向向上的空气阻力的影响很大，所以羽毛下落的很慢。

同理分析并解释实验二、实验三、实验四。

回答上述设问：物体下落快慢不同的原因是由于空气阻力的存在。（出示课件完成板书）

5、自由落体运动的定义

我们研究一个问题，可以从最简单、最基本的情况入手，由浅入深地展开。由于影响空气阻力大小的因素太复杂，于是我们不考虑空气阻力，把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。

定义：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。

（出示课件完成板书）

物体做自由落体运动的条件是：

（1）只受重力而不受其他任何力，包括空气阻力。

（2）从静止开始下落。

实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动。

过渡语：下面我们一起来研究自由落体运动的规律。

6、自由落体运动的规律

    （1）小球作自由落体运动的频闪照相

出示课件演示，并利用课件引导学生观察分析：照片上的像是相隔同样的时间拍摄的。在相等的时间间隔内，小球下落的位移越来越大，说明小球的速度越来越大，即小球在做加速运动。

设问：那自由落体运动是否是匀加速直线运动呢？

（2）利用小球作自由落体运动的频闪照相的照片测出有关数据计算证明自由落体运动是否是匀加速直线运动。

    涉及到的知识：匀变速直线运动中，在连续相等的时间里通过的位移之差是个恒量。

                  △S=aT2

出示课件演示，引导学生计算。

    （3）引导学生分析、总结和归纳，得出研究结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。下落的加速度为9.8m/s2。

这个结论其实早在三百多年前，伽利略经过上百次的大量实验和数学推理就已经得出。

（出示课件完成板书）

（4）因为自由落体运动的初速度是零，加速度用g表示，请同学们推出自由落体运动规律的公式：

（出示课件完成板书）

过度语：自由落体运动的加速度我们称之为自由落体加速度也叫做重力加速度。请同学们阅读课文，回答下面的问题。

（二）自由落体加速度

1、要求学生阅读课文，回答下面的问题。

出示课件显示：

什么是自由落体加速度？

自由落体加速度由什么力产生？

自由落体加速度的方向和大小？

同一地点，不同物体的自由落体加速度是否相同？

不同地点，物体的自由落体加速度是否相同？

2、学生回答，老师归纳。（出示课件完成板书）

自由落体加速度 ：

（1）定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度也叫做重力加速度。通常用g表示。

（2）自由落体加速度由重力产生。

（3）自由落体加速度的方向始终竖直向下，其大小与物体在地球上的位置有关，与物体离地面的高度也有关。自由落体加速度一般随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减小。在通常的计算中取g=9.8m/s2，粗略计算取g=10m/s2。

课堂小结

出示课件显示

知识：1、自由落体运动及其运动规律。

2、自由落体加速度。

能力：1、透过现象去抓住事物的本质。

2、通过实验、观察、推理、归纳、总结等方法去探索自然规律。

品德：1、养成认真、仔细、实事求是的科学态度。

2、树立敢于创新，勇于实践，坚持真理的科学精神。

课堂训练：

1．以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是哪些? (    )

A．物体开始下落时，速度为零，加速度也为零。

B．物体下落过程中速度增加，加速度保持不变

C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大

D．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量

2．将自由落体运动分成位移相等的4段，最后一段位移所用时间是2s，那么下落的第l段位移所用时间是下面的哪个值?  (    )  

       A．0．5s  B．1．7s  C．8s D．7．5s

3．自由落体运动中，物体在第______s内下落的距离是它在第ls内下落距离的9倍。物体在从t=_____s到______s的ls内下落的距离是第ls内下落距离的20倍。