自由落体运动 向杨 上海师范大学

教学设计
1、教学重点：自由落体运动的概念及自由落体运动规律；
2、教学难点：物体下落快慢的影响因素及自由落体运动的性质。

五、教学过程 教学环节
教师活动
学生活动 说明
新 课 导 入
1、出示引入实验装置，如图1 所示。

教师：我们先看这样一个装置，挂在细线下的小球，它静止时受到几个力的作用？
教师：如果我用火把细线烧断，烧断后拉力消失，小球只受重力，小球将如何运动？
教师：同学们想想，我们日常生活中还有哪些常见诸如此类的落体运动现象?
教师：十六世纪亚里士多德就已经对落体运动的特点有了表述，他认为不同重量的物体下落快慢不同，重点物体比轻的物体下落的快。

到了十六世纪末伽利略又提出了与亚里士多德不一样的观
学生：受两个力作用，分别是重力和悬线的拉力。

学生：（思考与讨
论，并猜想）0v =0，
小球竖直向下运动。

学生：蹦极、跳楼机、跳水运动员从最高点下落......
学生：思考
1、通过小实验导入新课，激发学生学习兴趣。

学生作答，老师总结小球的运动。

2从问题回归生活，体现物理从生活中来，到生活中去的STS 思想。

3、丰富学生物理学史知识，激发学生探究欲。

点，他认为物体下落的快慢与物体的轻重无关，重物与轻物下落一样快。

谁说的是对的呢？下面我们就进入今天的新课，探究一种特殊的落体运动——自由落体运动。

新课教学1、探究
自由落
体运动
1、演示实验Ⅰ
1）让两张纸片同高,同时
落下。

教师：老师首先让两张相
同纸片等高同时下落，请
同学们注意观察。

教师：结果是显而易见
的，两张相同的纸片由于
受空气阻力的影响，飘飘
洒洒几乎同时落地。

2）再将其中一张纸片揉
成团，再与纸片等高同时
落下。

教师：老师再将其中一张
纸片揉成团，再与纸片等
高同时落下，同学们看到
有什么不同呢？
3）再将纸团与比它重的
硬币等高同时落下。

教师：老师再将纸团与比
它重的硬币等高同时落
下，同学们又会看到什么
实验现象呢？
教师：通过观察以上演示
实验，同学们能不能发表
一下自己的想法呢？...
...同学们已经说了，物
体下落的快慢可能是与
物体轻重无关的，那么它
到底受什么因素影响
呢？下面再来看一个演
示实验。

学生:思考
学生：纸团下落的
比与它等质量的
纸片快。

学生：纸团和硬币
几乎同时落地。

学生：可能回答物
体下落的快慢与
物体的轻重无关。

1、通过观察演示实
验1现象，启发并
引导学生，让学生
大胆猜想：物体下
落快慢与物体轻重
无关。

2、演示实验Ⅱ
1）让两个等质量的小球分别在盛有食用油和水（两种液体液面等高）的
量筒中同时等高落下。

教师：老师先让两个等质量的小球分别在盛有食用油和水的量筒中同时等高落下，同学们观察到什么现象？
2）再让上面两个小球分别在盛有水的量筒和空量筒中同时等高落下。

教师：同学们已经观察到小球在水中下落的快，那么如果是在水和空气中分别下落时，哪个又下落的快呢？......依次类推，如果小球在真空中下落会不会更快呢？如果是，是不是所有的物体都下落一样快了呢？
3、多媒体播放视频——播放1971年美国宇航员在月球上将锤子和羽毛同时等高释放的实验
教师：同学们请看这样一个视频，这是美国宇航员斯科特1971年在月球上同时等高释放锤子和羽毛的实验......通过这个实验正好验证了我们刚才的猜想：物体下落快慢受阻力影响，如果在真空中，所有的物体下落一样快。

4、牛顿管实验
1）让羽毛和铁皮在抽成真空的牛顿管中同时下落。

教师：到底是不是这样的学生：小球在水中
下落的比在食用
油中快。

学生：小球在空气
中下落的比在水
中快。

学生：猜想在真空
中将下落更快。

学生：观看视频
学生：在抽成真空
的牛顿管中，羽毛
2、引导学生通过类
比的方法猜想物体
下落快慢受阻力影
响，在真空中下落
最快
3、通过视频材料，
验证学生猜想，并
让学生体会物理科
学技术的魅力。

4、通过牛顿管实
验让学生感受物理
实验的课操作性，
让学生体会物体科
学的真实性和严谨
呢？我们也来做一个验证实验。

这是一个抽成真空的牛顿管，下面老师让其中的羽毛和铁皮同时等高下落，请同学们注意观察羽毛和铁皮下落速度是不是一样快？
2）将牛顿管活塞旋开，充入空气。

教师：下面老师再将牛顿管底部的活塞旋开，使牛顿管内部充入空气，请同学们观察实验变化。

5、引出自由落体运动的概念
教师：本节课学习这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，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的看做自由落体运动。

教师：从而自由落体运动的概念就是：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

和铁皮同时下落。

学生：此时铁皮比
羽毛下落的快。

学生：思考并建立
理想模型——自
由落体。

性。

教师总结，物
体下落的快慢受空
气阻力的影响，如
果在真空中，所有
物体下落情况相
同。

5、引导学生建立理
想化模型，建立自
由落体的概念。

2、探究自由落体加速
度教师：既然自由落体运动
下落速度相同，那么自由
落体运动的物体它们的
加速度又是怎样的呢？
1、演示打点计时器记录
不同重量的物体自由下
落打出点的间隔。

教师：这是老师通过打点
计时器让两个质量不同
的物体自由下落得到的
点，请同学们两条打点计
时器纸带记录的点有什
么特点呢？
2、引导学生测量自由落
学生：观察两条纸
带上点的间隔有
什么特点
1、引导学生观察
并分析出两条纸带
上点间间隔相同。

从而得出自由落体
运动是匀加速直线
运动。

并引导学生
根据已经学过的匀
加速直线运动的规
律分析自由落体加
速度。

提高学生的
实验设计的能力和
分析解决问题的能
力。

体现学生主动
探究学习以及合作
探究学习的课标要
体加速度。

教师：同学们已观察出两条纸带上点的间隔大小是相同的，那么说明自由落体运动是匀加速运动，那么同学们能不能利用已经学过的匀变速直线运动规律的知识来分析自由落体加速度呢？请思考测量重力加速度的实验方案？
1）组织学生分组实验：利用打点计时器记录重物的下落的过程。

2）要求学生设计记录数据的表格。

3）要求学生思考数据处理的不同方法，引导学生一起得出。

4）在学生算出重力加速度后，让学生阅读课本，比较不同纬度的重力加速度
学生：进行分组实验，测量数据。

并对数据进行处理和分析。

学生：
方法1：利用v-t 图像证明其性质，并求重力加速度。

方法2：利用
2aT t =∆,证明物
体运动性质，求重力加速度。

求。

2、在学生交流讨论实验设计的方案中，应让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题。

可根据教学实际情况安排打点计时器实验。

探究自由落体运动加速度实验设计案例 1、引导学生进行实验准备。

1）回顾前面做过的实验，怎样求打点纸带上某一点的瞬时速度？怎样研究物体做什么运动？ 2）实验装置安装要保持打点计时器和纸带垂直，
你知道为什么吗？
3）要选取的重物质量比较大，这主要出于什么目的？ 2、实验步骤参考
1）将打点计时器按图示安装在铁架台上，连接学生电源。

2）取大约0.6m 长的纸带一条，把纸带的一端穿过打点计时器的限位孔。

用挂有重物的夹子夹住，用手把纸带的另一端竖直提起，
使夹子停靠贴近在打点计时器的下端。

3）接通电源开关，果断松开纸带，让重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列计时点。

4)从夹子上取下纸带，观察纸带上的计时点是否清晰，如果不够。