“自由落体运动”教学设计_自由落体运动教学设计

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“自由落体运动”教学设计

[三维目标] 1．知识与技能

●理解自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

●知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道地球上不同地方，重力加速度大小不同。

●掌握自由落体运动规律。2．过程与方法 ●由学生自主进行实验探究，通过打点计时器记录下运动的信息，定量地测定自由下落的加速度。

●培养学生学会分析数据，利用实验引导学生进行观察、思考、讨论和交流。3．情感态度与价值观

●调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力。●培养学生的团结协作精神，敢于提出自己的见解。[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．掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。

[教学难点]

理解自由落体运动条件及规律解决实际问题。[教学用具]

多媒体课件、牛顿管、硬币、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、两质量不同的小球

[设计理念]

自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，有其广泛性和特殊性。对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律。本节教材通过实验探究的方式得到自由落体运动概念和规律。基于教材特点，本教案设计“以人为本”，突出探究的重要性，让学生能力得到提升，体现物理教育在个性品质、好奇求知、质疑创新等方面的价值导向。

本课总体设计思想是：课堂通过简单易行的实验探究，寻找论据，经历交流实验结果和学生分析、讨论，让学生体会物体下落快慢与物体质量无关。通过“牛顿管”实验，打点计时器实验研究规律，在科学过程展示中推出学科知识，渗透科学思想方法，借助多媒体课件播放、实验探究及教师解说，着力于撼动青年学生崇尚科学的情感，弘扬浓厚的物理课程文化。

[教学过程]

一、新课导入

落体运动在日常生活中司空见惯，把硬币和纸片释放后都落向地面。同学们考虑过它们落体运动的情况吗？物体下落的过程有没有规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动——自由落体运动。

二、新课教学

（一）自由落体运动

实验一：取一枚硬币与一个硬币表面面积相同的纸片，让它们自由释放。现象：硬币先下落

提出问题：重的物体一定下落得快吗？ 学生探讨：（可能有不同想法）

实验二：让两质量不同的小球同时释放 现象：听到它们落地声只有一次

学生似乎感到自由下落运动与质量无关 实验三：“牛顿管”实验

拿一个长约1.5m的玻璃管，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的几个物体，如金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球等，放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察这些物体下落的情况。把玻璃管里的空气抽出去，再把玻璃筒倒立过来，再次观察物体下落的情况。

现象：玻璃管里越接近真空，它们下落越接近同时落到管底。推理：如果玻璃管里就是真空，则它们一定同时落到管底。

阅读课本并回答：①什么叫自由落体运动？②自由落体运动的特点怎样？ 学生：①物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。②特点：a、初速度为零；

b、只受重力，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计。

[目标检测]（课件投影）

大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁。现在人类向天空发射飞行器、卫星等当超过一定使用年限后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进入大气层后的运动是自由落体运动吗？

答案：自由落体运动条件之一是只受重力，而小陨石进入大气层后的运动速度很大，受空气阻力很大，故不能看作自由落体运动。

实验四：按教材第45页的图2.4-1装置做实验。将一系有纸带的重物从一定高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程。

纸带分析：⑴自由落体轨迹是直线；

⑵相等时间内位移越来越大； ⑶连续相等时间内位移之差相等。

要求学生运用所学知识计算加速度。

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。

（二）自由落体加速度教师引导学生思考两个问题：

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？

让学生改变不同重物，利用打点计时器反复实验表明，同一地点，一切物体自由下落加速度都相同，方向总是竖直向下。

总结：

1．在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，符号：g

2．方向：竖直向下。

3．地球上不同地方，重力加速度不同，从赤道到两极，重力加速度逐渐增大，一般g取9.8m/s2或10m/s2。

（三）自由落体规律 让学生由

（一）（二）得出自由落体规律

vtgtv0012hgtag22vt2gh

[目标检测]

一质点做自由落体运动，落地速度大小为8m/s，求它下落高度和下落时间？ 让学生板演，巩固规律。参考答案：3.2m，0.85 [做一做] 1．阅读教材46页“测定反应时间”，要求学生做一做，测出下落高度，算出反应时间。

2．阅读教材第47页“做一做”，让学生提出解决方法，学会估算。[小结]

本节课主要纠正学生日常生活中的错误经验，从而探究自由落体运动的特点及规律，并初步要求学生能运用规律解决问题，突出过程探究的自主性，让他们学会学习。

[作业]教材第47页“问题与练习”

自主探究：有哪些方法可以测自由落体加速度？

（参考方法：光电门和数字计算器，打点计时器，频闪照片，滴水法等）[板书设计]

一、定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动

二、特点:

1、v00,ag

2、匀加速直线运动方向:竖直向下

三、自由落体加速度g大小:随地理位置的纬度、高度变化自由落体运动而变化,一般取9.8m/s2或10m/s2vtgt12

四、规律hgt22vt2gh [课后目标检测]

1．（基础题）某物体从某一高度自由下落，第1s内位移是______m，第2s末速度是______m/s，第3s内的平均速度是______m/s。

2．（提高题）一物体自由落体运动，在第ns内通过位移比在前1s内通过位移大小多（）

A．9.8m

B．4.9(2n+1)m

C．0

n22(n1)D．m 3．（探究题）为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下（不计空气阻力），测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度（）

A．石块下落到地面的总时间

B．石块落地前的瞬时速度 C．石块落地前最后1s的位移

D．石块通过最后1m位移的时间 [参考资料]

1．一种简便易行的“测定重力加速度g”的方法

我们可以用一种既“土”又实用的方法测定重力加速度g的值，实验方法如下：调节家中自来水的水龙头的阀门，使自来水一滴一滴地流出，调节装水的盘子离自来水水龙头的高度，使第一滴水碰到盘子时，恰好有一滴水从水龙头开始落下，而空中有个正在下落的水滴，测出水龙头滴水处到盘子间的高度为h，从第一滴水离开水龙头时开始计时，到第N滴水滴落到盘中结束计时，测出这段时间为t，由以上数据就可以计算出当地重力加速度g的值，请写出计算重力加速度g的表达式。

在这个实验中，为什么测从第一滴开始下落到第N滴恰好落至盘中这段时间，而不是直接测第一滴水滴在空中的运动时间？当第一滴水滴落到盘中时，第二滴水滴离水龙头的距离为多少？

2．比萨斜塔

世界七大景观之一——比萨斜塔，在联合国教科文组织的大力资助下，终于于本世纪伊始恢复原貌。10年前，比萨斜塔因下陷和倾斜度过大而禁止观光，意大利政府曾向全世界征集维修方案，最终采用“铅块沉坠”的方法，使斜塔得以修复。

修复后的斜塔重1.4453×107千克，底座直径为15.54m，斜塔南侧高为54.52m，北侧高为55.22m，整个斜塔共8层，有293级台阶，周围由207根大理石圆柱环抱，可谓壮观。