自由落体运动教学设计_教学设计自由落体

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自由落体运动教学

物理学与信息技术学院 物理2班 靳晶 40906089

一、教材分析：

本节课选自人教版高一物理第二章第五节，是在前四节匀变速直线运动的规律基础上开展的新的一课，是匀变速直线运动的一个特例。同时本节课为我们引入了物理学研究中非常重要的理想化模型的概念，在物理学中具有非常重要的地位。

二、三维目标： 1.知识与技能：

(1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。

(2)理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。2.过程与方法：

(1)通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力。(2)利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。

3.情感态度价值观：

(1)通过演示实验培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

(2)通过介绍伽利略上百次对自由落体运动本质规律的研究培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

三、教学重点、难点：

1.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． 2.教学难点

(1)理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题．

四、学情分析

学生已经有了匀变速直线运动的规律做基础，在此基础上理解自由落体的运动规律不会太难。重点是让学生认同同一地点同一高度自由落体加速度恒定这一结论。并且高一的学生已经具有了一定的逻辑分析能力，相信在老师的精力指引下，学习起来不会太困难。

五、教学方法

我准备采用情景引入开始新课，提出疑问，然后学生设计实验验证结论。老师在此基础上为学生梳理总结知识点，体现教师主导，学生主体的思想。

六、教学过程

【新课导入】

教师：秋天到了，树上的苹果和叶子同时从同一高度处落下，哪一个先着地？为什么呢？ 学生：苹果，因为苹果重。

教师：同学们很有哲人的思想，公元前四世纪古希腊著名的思想家、哲学家亚里士多德就提出了这样一个观点：重的物体下落的快。那么重的物体一定下落的快吗？我们来做几个简单的小实验。【新课教学】

{实验}取一块橡皮、一张八开的白纸、一张十六开的白纸，在下述几种情况下，都让它们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况。

①从同一高度同时释放一块橡皮和一张八开的白纸，可以看到橡皮比纸片下落得快，说明：质量大的下落得快。

②把十六开的白纸团成团，和八开的白纸同时从同一高度释放，观察到纸团比纸片下落

得快，说明：质量小的下落的快。

③将十六开的纸团和橡皮从同一高度同时释放。观察到一样快，说明：质量不同的物体下落的一样快。

老师：从以上实验中同学们可以得出什么结论？ 学生：质量不影响物体下落的快慢。

老师：同学们再猜猜是什么因素在影响物体下落的快慢呢？（老师可以举出降落伞打开和不打开两种情况对同学进行引导，引导学生得出空气阻力这一影响因素）学生：空气阻力 老师：既然空气阻力影响物体的下落，那么在没有空气阻力的情况下物体下落会怎样呢？引入牛顿管实验。并对实验器材进行细致介绍。

{“牛顿管”的实验}

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．

老师：从以上试验中我们可以得到什么结论？（教师提问）学生：从实验现象中总结结论。

教师总结学生的说法，得出结论：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，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同．

（一）、自由落体运动 自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

自由落体运动的特点：(1)初速度为零；(2)只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计． 老师：在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用，因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动．但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动．例如，对于实心金属球、石块等，在它们运动速度不大的情况下，可以忽略空气阻力的影响，把它们的自由下落看成自由落体运动，若它们从非常高的地方自由下落，当它们的速度增大到一定程度，空气阻力不能忽略，它们运动的全过程就不能看成自由落体运动．而对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止下落时，与重力相比，空气阻力的影响太大不能忽略，它们的运动就不能看作自由落体运动处理．

（二）、自由落体运动加速度 {打点计时器测量重力加速的} 按照教材第45页的图2．4—1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程．

老师：完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：(1)自由落体运动的轨迹是怎样的?(2)重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化?(3)相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系?(4)影响实验精确程度的因素有哪些? 学生：分组讨论，派代表回答。老师总结：分析纸带可获取信息：

(1)自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；

(2)连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度；(3)相邻、相等时间间隔的位移之差相等；

(4)影响实验精确度的因素主要是阻力．

用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论． 教师点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的． 学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论．

实验探究结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大约是9.8m／s2． 教师：通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点)。（引导学生学会分析数据，归纳总结规律．）教师：请学生思考两个问题：

1．自由落体运动的加速度在各个地方相同吗? 2．它的方向如何? 学生：使用不同的物体进行的反复实验表明:在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，老师：这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度． 重力加速度：（1）符号：g；

（2）方向：竖直向下(与重力方向一致)；

（3）大小：与地点有关．一般计算中g＝9．8m／s2，粗略计算中可以取g＝10m／s2． 老师：让学生看教材第46页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的? 学生猜想，但不宜过多解释．

学生：越往北重力加速度越大，说明重力加速度与地理纬度有关，纬度越高，重力加速度越大．

老师：补充：重力加速度不单与纬度有关，与高度也有关。纬度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。

（三）、自由落体运动的规律： 老师：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了．自由落体运动遵从的规律:v=vo+at推出：v＝gt； x＝vot+at2/2推出：x＝gt2/2．

（四）、总结

这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解．自由落体运动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，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例vo＝o，a＝g．我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用．在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代人计算．

七、板书设计

第三节 自由落体运动

（一）、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。

特点：(1)初速度为零；(2)只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计．

（二）、自由落体运动加速度

定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，符号：g；

方向：竖直向下(与重力方向一致)；

大小：与地点有关．纬度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。

一般计算中g＝9．8m／s2，粗略计算中可以取g＝10m／s2．

（三）、自由落体运动的规律： v＝gt；

x＝gt2/2