匀变速直线运动实例——自由落体运动

匀变速直线运动实例——自由落体运动
教学目标
知识与技能：
1.理解自由落体运动的条件和性质
2.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
过程与方法：
1.培养学生的观察能力和逻辑推理能力
2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力
3.通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力
情感态度与价值观：
1.充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态。

2.利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究，是学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材。

重点：仅受重力作用的不同物体，具有相同的加速度g
难点：物体下落的快慢与物体所受重力的大小无关
教学过程：
1.科学探索——自由落体运动的特点
主体内容教师活动学生活动
问题1：在现实生活中，不同的物体运动，下落快慢在不少情况下是不同的。

从苹果树上落下的苹果核飘下的树叶能一起同时下落吗？
问题2：重的物体一定下落得快吗？
问题3：你能否证明自己的观点？
问题4：猜想：物体下落过程的运动情况与那些因素有关，质量大的物体下落的速度比质量下的快吗？（实验）：取两张完全相同的纸片和与纸片大小相同的两张厚纸板，把其中一张纸片揉成纸团，在下述几种情况下，都让他们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况。

教师提出实
验探究前的
问题，以备
引导学生在
实验中的思
考。

学生思考问
题后，带着问
题做实验。

学生分组动
手实验。

①从同一高度同时释放一张纸片和与纸片大小相同的厚纸板，可以看到厚纸板比纸片下落得快，说明质量大的下落得快。

②两张完全相同的纸片，将其中一张卷紧后从同一高度同时释放，观察到卷紧的纸团比纸片下落得快，说明质量相同时体积小的下落得快。

③将一张厚纸板与已经粘贴了纸片的厚纸板从同一高度同时释放，观察到一样快，说明体积相同质量不同时下落一样快。

④一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞，分别放到已调平的托盘天平的两个盘中，可以看出纸板比教师做演示
实验，让学
生观察
仔细观察实
验，注意总结
结论
软木塞重，从同一高度同时释放他们，软木塞比纸板下落得快，说明在特定条件下，质量小的下落得会比质量大的还快。

结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关。

（演示实验）：
“牛顿管”的实验：将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让他们同时下落，观察到的现象时金属片下落的快，羽毛下落得慢。

将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让他们同时下落，观察到的现象时金属片和羽毛下落的快慢相同。

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。

问题5：什么叫自由落体运动？
——物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。

问题6：自由落体运动的特点是怎样的？
——（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。

小结：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。

则物体的下落也可以看作自由落体运动。

例如：对于实心金属球、石块等，在它们的速度不大的情况下，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，它们的运动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，它们的运动不能看作自由落体运动。

让学生阅读
课本并回答
问题
教师小结
阅读课本，找
出问题
实验探究：
用频闪照相法探究物体做自由落体运动的过程。

完成实验后，分析并思考下列问题：
问题1：自由落体运动的轨迹是怎样的？
——自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；
问题2：重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？
——连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度改变，具有加速度
问题3：有的同学从实验结果中得出位移与时间的一提出问题让
学生分析
学生分组讨
论后回答问
题
次方成正比，有的同学得出位移与时间的二次方成正比，你认为哪种最有可能？ ——位移与时间的二次方成正比 问题4：相邻、相等的时间间隔的位移之差有怎样的关系？
——相邻、相等时间间隔的位移只差相等 问题5：影响实验精确程度的因素有哪些？ ——影响实验精确度的主要因素主要是阻力 问题6：计算物体做自由落体运动的加速度，能得出什么结论？
实验探究结果：自由落体运动时初速度为零的匀加速直线运动，加速度大约是9.8m/s 2
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
2自由落体的加速度
主体内容 教师活动
学生活动 [引入］通过计算a 值可以理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一个地点），请同学们分析数据思考两个问题找出运动的规律。

问题1：自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？ ——使用不同的物体进行反复试验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。

问题2：它的方向如何？ ——方向始终是竖直向下的。

小结：这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。

符号:g ；方向：竖直向下；大小：与地点有关，一般计算中g=9.8m/s 2，粗略计算中可以取g=10m/s 2. 问题3：看教材列表，从表中找寻规律，这一规律是怎样产生的？ ——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v 0=0，a 取g 就可以了。

自由落体运动遵从的规律：
at v v +=0，推出：gt v =；
202
1at t v s +=推出：221
gt s =
引导学生学会分析数据，归纳总结规律 让学生看教材第47页列表，尝试从表中寻找规律 学生根据数据分析思考两个问题
学生看教材列表，自己总结规律
3.自由落体运动规律探索的回眸 伽利略的科学方法：对现象观察——提出猜想——运用逻辑推理——实验对推理论证——对猜想进行修正补充——推广应用
小结：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 ，学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点，是对上节内容的有益补充。

要突破此重点内容，一定要把握一点，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例：
00=v ，g a =。

自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有着普遍的意义。

为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一。

我们从伽利略对落体的研究上，学习他的观察、思考等科学方法，为我们以后的探究打下基础，不能盲目，也不能惧怕困难，要用科学的方法指导我们的行动。