5自由落体运动教学实录

5　自由落体运动 高中物理       人教2003课标版

（一）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．

（二）过程与方法

1、培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力．

2、引导学生养成进行简单物理研究习惯、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。

4、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．

（三）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。

1、本节内容是在学生学习了匀变速直线运动的规律后编排的，具有承前启后的作用。通过对自由落体这种常见的特殊的运动的研究,一方面是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系;另一方面,通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法，为以后研究竖直上抛运动规律打下良好的基础。因此本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。

2、这节课不单是为了让学生知道实验的结论和规律的内容，更重要的是让学生知道结论和规律是如何得出的，在教学中为学生存储一些创造性解决问题的案例为他们以后遇到问题时创造性加以借鉴打下基础，从而培养创新精神。因此我们的教学重心要从科学结论的学习上转移到概念和规律的形成过程，以及形成这些概念和规律所用的方法和学习中。达到激发学生对物理的学习兴趣，懂得认知未知事物的方法，发展学生各方面的能力和创新意识。

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,运用其解决实际问题．

教学难点：
1、运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出理想条件下的物理模型——自由落体运动。

2、运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题

思考：

1.轻重不同的物体从同一地点同一高度下落,哪个物体落得快？

2.一纸片下落,与一支笔下落,看到笔下落快,能否说重物落得快？

3.如何说明在没有空气阻力的情况下,轻重物体落得一样快？

猜想：

重的物体下落得快
轻的物体下落得慢

实验验证：

1.一个圆形纸片,一个硬币,从同一高度下落。

2.两张一样的纸,一张卷成团,从同一高度下落。

3.两张纸叠在一起,第三张卷成团,从同一高度下落。

实验结论：

1.说明了体积一样,重的物体下落快

2.说明了质量一样,体积小的物体下落得快

3.说明了体积小时,轻的物体有可能下落快

1、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,将羽毛和金属片放人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．

2、做牛顿管对比实验要注意：

    ①抽气达到一定的真空度时，应先关闭毛线管阀门，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,软木塞或金属屑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．

3、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，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。

4、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,叫做自由落体运动。
        条件: 只受“重力”和“从静止开始下落”,只要V0=0,G>>f (其他作用力）的运动可以看作自由落体运动。
        自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速运动,不同重量的物体加速度是相同的。

       概念：在同一地点,不同物体作自由落体运动时的加速度相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。

       大小：不同的地理位置,重力加速度的大小不同,通常情况下g 取9.8m/s2 ,粗略计算时g取10m/s2。

       方向：重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,与重力方向相同。

地点

纬度

重力加速度

赤道

0°

9.780

广州

23°06′

9.788

武汉

30°33′

9.794

上海

31°12′

9.794

东京

35°43′

9.798

北京

39°56′

9.801

纽约

40°40′

9.803

莫斯科

55°45′

9.816

北极

90°

9.832

结论：重力加速度随纬度增加而增大

1、自由落体频闪照片的拍摄：

。。。。。。

若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=SⅤ-SⅣ=△S在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速运动。

2、自由落体运动是初速度为0的匀加速运动

1.速度公式：

2.位移公式：
3.推论：
4.特点：v1 ∶v2∶v3…＝1∶2∶3…

S1∶S2∶S3 … ＝1∶4∶9…

SⅠ∶SⅡ∶SⅢ… ＝1∶3∶5…

ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝gT2

方法一：

  ①请一位同学用两个手指捏住木尺顶端

  ②你用一只手在木尺下部作握住木尺的准

  备,但手的任何部位都不要碰到木尺。

  ③当看到那位同学放开手时,你立即握住木 

  尺。
  ④测出木尺降落的高度

  ⑤根据自由落体运动知识,可以算出你的反

  应时间。

实验结论：人的反应时间等于直尺下落的时间

方法二：

    ①取两只秒表，均调零，请一位同学手

  握一只秒表，站在你眼前。
    ②同时你手握另一只秒表，做好按下

  秒表的准备。
    ③当你看到同学的手在按下秒表时，

  你立即按下秒表。
    ④两秒表上显示的时间差，即为你的

  反应时间。

      从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？

解析：曝光时间越短，石子速度变化很小，所以把石子下落的长度除以快门开启时间认为是石子的速度。石子下落的长度可以利用途中AB的长度与砖块的平均厚度的对比计算出来，这样的处理对结果的影响可以忽略不计。

1.自由下落的物体在头t s内, 头2t s内和头3t s内下落的高度之比是________；在第1个t s内、第2个t s内、第3个t s内下落的高度之比又是_______      

2.一物体从45m高处自由下落，在最后1s通过的高度是_________m，最后1s的初速度是___________m/s，最后1s内的平均速度是___________m/s。

3. 甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是（）　　
      A  落地时甲的速度是乙的1/2
　  B  落地的时间甲是乙的2倍
　  C  下落1s时甲的速度与乙的速度相同
　  D  甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等

4.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是（    ）　　
       A  甲比乙先着地　 　　
       B  甲比乙的加速度大　  　 
       C  甲、乙同时着地　　
       D  无法确定谁先着地

5　自由落体运动

5　自由落体运动

思考：

1.轻重不同的物体从同一地点同一高度下落,哪个物体落得快？

2.一纸片下落,与一支笔下落,看到笔下落快,能否说重物落得快？

3.如何说明在没有空气阻力的情况下,轻重物体落得一样快？

猜想：

重的物体下落得快
轻的物体下落得慢

实验验证：

1.一个圆形纸片,一个硬币,从同一高度下落。

2.两张一样的纸,一张卷成团,从同一高度下落。

3.两张纸叠在一起,第三张卷成团,从同一高度下落。

实验结论：

1.说明了体积一样,重的物体下落快

2.说明了质量一样,体积小的物体下落得快

3.说明了体积小时,轻的物体有可能下落快

1、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,将羽毛和金属片放人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．

2、做牛顿管对比实验要注意：

    ①抽气达到一定的真空度时，应先关闭毛线管阀门，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,软木塞或金属屑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．

3、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，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。

4、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,叫做自由落体运动。
        条件: 只受“重力”和“从静止开始下落”,只要V0=0,G>>f (其他作用力）的运动可以看作自由落体运动。
        自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速运动,不同重量的物体加速度是相同的。

       概念：在同一地点,不同物体作自由落体运动时的加速度相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。

       大小：不同的地理位置,重力加速度的大小不同,通常情况下g 取9.8m/s2 ,粗略计算时g取10m/s2。

       方向：重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,与重力方向相同。

地点

纬度

重力加速度

赤道

0°

9.780

广州

23°06′

9.788

武汉

30°33′

9.794

上海

31°12′

9.794

东京

35°43′

9.798

北京

39°56′

9.801

纽约

40°40′

9.803

莫斯科

55°45′

9.816

北极

90°

9.832

结论：重力加速度随纬度增加而增大

1、自由落体频闪照片的拍摄：

。。。。。。

若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=SⅤ-SⅣ=△S在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速运动。

2、自由落体运动是初速度为0的匀加速运动

1.速度公式：

2.位移公式：
3.推论：
4.特点：v1 ∶v2∶v3…＝1∶2∶3…

S1∶S2∶S3 … ＝1∶4∶9…

SⅠ∶SⅡ∶SⅢ… ＝1∶3∶5…

ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝gT2

方法一：

  ①请一位同学用两个手指捏住木尺顶端

  ②你用一只手在木尺下部作握住木尺的准

  备,但手的任何部位都不要碰到木尺。

  ③当看到那位同学放开手时,你立即握住木 

  尺。
  ④测出木尺降落的高度

  ⑤根据自由落体运动知识,可以算出你的反

  应时间。

实验结论：人的反应时间等于直尺下落的时间

方法二：

    ①取两只秒表，均调零，请一位同学手

  握一只秒表，站在你眼前。
    ②同时你手握另一只秒表，做好按下

  秒表的准备。
    ③当你看到同学的手在按下秒表时，

  你立即按下秒表。
    ④两秒表上显示的时间差，即为你的

  反应时间。

      从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？

解析：曝光时间越短，石子速度变化很小，所以把石子下落的长度除以快门开启时间认为是石子的速度。石子下落的长度可以利用途中AB的长度与砖块的平均厚度的对比计算出来，这样的处理对结果的影响可以忽略不计。

1.自由下落的物体在头t s内, 头2t s内和头3t s内下落的高度之比是________；在第1个t s内、第2个t s内、第3个t s内下落的高度之比又是_______      

2.一物体从45m高处自由下落，在最后1s通过的高度是_________m，最后1s的初速度是___________m/s，最后1s内的平均速度是___________m/s。

3. 甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是（）　　
      A  落地时甲的速度是乙的1/2
　  B  落地的时间甲是乙的2倍
　  C  下落1s时甲的速度与乙的速度相同
　  D  甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等

4.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是（    ）　　
       A  甲比乙先着地　 　　
       B  甲比乙的加速度大　  　 
       C  甲、乙同时着地　　
       D  无法确定谁先着地

• 优点:

  练习题比较基础，容易落实基础知识和基本能力。

• 缺点:

  无

• 优点:

  重难点突出，分析得当。

• 缺点:

  无

• 优点:

  学情分析比较到位，英雄所见略同啊！

• 缺点:

  无。

• 优点:

  教学目标全面细致，符合高一学生认知水平。

• 缺点:

  没有发现。