人教版(2019)高中物理必修第一册2.4自由落体运动教案

2.5 自由落体运动
教学目标：
1.知识与能力：理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念；掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。

2.过程与方法：培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，使之会验证匀速直线运动；通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综合的能力；通过实验探究自由落体运动、加速度的大小，体会实验在发现自然规律中的作用。

3.情感态度与价值观：使学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想；通过实验探究，是学生形成实事求是的科学态度
教学重点：自由落体运动的特征和规律
教学难点：研究自由落体运动的特征
教学过程：
一、导入新课：
站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，哪个下落的快？
二、讲授新课：
1、自由落体运动
【教师提问】常见的物体下落运动有哪些？
【学生回答】雨滴下落、雪花纷飞、树叶飘落等。

【教师提问】究竟是重的物体下落快，还是轻的物理下落快？
【教师引导】古希腊哲学家认为重的物体下落快，轻的物体下落慢。

他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。

伽利略用“归缪法”否定了亚里士多德“重快轻慢”的论断，伽利略认为：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。

【教师提问】轻重不同的物体下落的情况到底怎样？
【实验演示】牛顿管实验
拿一个长约1.5米，一端封闭，另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把小铁片和羽毛放到这个玻璃管里。

在玻璃管里有空气的情况下，我们来比较这两个物体下落的快慢。

（拿着玻璃管走到学生当中去，将水平放置的玻璃管迅速转过90°成竖直放置状态，让同学门观察两个物体的下落情况，重复该实验三次）
【教师提问】在这个实验中，我们看到什么现象？
【学生回答】两个物体下落快慢不相同，铁片下落的快，羽毛下落的慢。

【实验演示】用抽气机把牛顿管中的空气抽走。

重复上面的实验，观察到什么现象？
【学生回答】两个物体下落的快慢相同。

【教师总结】原来在有空气阻力的情况下，较轻的羽毛在下落过程中受到空气阻力的影响较大，所以羽毛下落的慢一些。

没有空气阻力时，小铁片和羽毛都只在重力的作用下从静止开始下落，它们下落的快慢是相同的，与物体的重力无关。

【教师总结】
1、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。

2、条件：只受重力、初速度为0
3、注意：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动
2、自由落体加速度
【教师提问】自由落体运动具有怎样的运动规律？
【学生猜想】可能是匀加速直线运动。

【教师引导】怎么证明你的猜想？
【学生分组实验】
将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用夹子夹住纸带上方，使重物静止在靠近计时器的下方，然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列小点，那么这些点记录了重物的运动情况。

对纸带数据进行分析可得，在连续相等的时间内通过的位移不相等，逐渐的增大，所以是加速直线运动。

由前面学过的匀变速直线运动规律：连续相等的时间T内，物体通过的位移之差为（在误差允许的范围内）定值可得由落体运动是匀加速直线运动。

由逐差相等公式，Δx＝aT2，已知的T=0.02秒。

结合纸带上数据，可计算出当地的重力加速度。

【教师总结】
（1）定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相等，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。

（2）大小：g =9.8m/s2，粗略计算时g 值可取10m/s2（注意：没有特别说明，都按g =9.8m/s2进行计算）
（3）方向：竖直向下
（4）理解：1.同一地点，任何物体的自由落体加速度相同，跟物体的质量无关。

2.重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关。

【教师提问】观察下表，你从表格中发现了什么规律？
【学生回答】地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度g值较小，两极g值较大。

【教师总结】
自由落体的运动规律
匀变速直线运动
速度公式
位移公式
位移速度公式平均速度公式
t
v v at
=+
2
1
2
x v t at
=+
22
2
t
v v ax
-=
2
v v
v
+
=
自由落体运动
2
1
2
x gt
=
t
v gt
=
22
t
v gx
=
2
v
v=
随堂练习：见ppt
板书设计：
2.4自由落体运动
一、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。

⒉运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。

二、自由落体加速度（重力加速度g）
⒈大小：通常情况下取9.8m/s2
⒉方向：竖直向下
⒊地球上不同地方，g的大小是不同的。

（计算时一般取g=10 m/s2）
三、自由落体运动的计算公式
匀变速直线运动自由落体运动
速度公式： v=v0+at v=gt
位移公式： x=v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2 v2-v02=2ax v2=2gx。