自由落体运动教案

《对自由落体运动的研究》教案

四川省达县石桥中学马轩

一、三维目标

1、知识目标：

a、理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件；

b、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向；

c、掌握自由落体运动的特点和规律，并能够运用自由落体运动规律解决一些实际生活中的问题。

2、能力目标：

培养学生初步的观察实验、分析、归纳的能力；

3、德育目标：

渗透研究自然规律的科学方法

二、教学重点、难点

重点：对自由落体运动性质的推导及运动规律的掌握和运用；

难点：自由落体运动性质的推导。

三、教学方法

实验观察法 + 合理推理 + 实验验证 + 归纳总结

四、教具

CAI课件牛顿管铁片纸片直尺（两把）频闪照片（25张）实验记录单一（25张）实验记录单二（25张）

五、教学过程

（一）、新课引入

（创设情境）：师生共同配合来完成一个测量人反应快慢的游戏。

（游戏方法）：请两位学生站在老师的两侧，并伸出一手；老师双手各持一把直尺，让直尺的下端分别靠近两侧学生的手的上沿，同时要求他们双眼注意老师对应的手，当看到老师松开手时，以他们最快的速度将下落的直尺抓住。

（游戏结果）：两位学生抓住直尺的位置不一样。

（师）：两位同学的反应谁快呢？

学生通过观察，结合他们的生活经验，肯定能够准确的回答出来。

（师）：刚才我们已经判断出了两位同学反应的快慢，想一想，我们判断的

依据是什么呢？我们是否知道他们的反应时间是多少呢？要明白这些问题，就要先来学习本节课的知识——自由落体运动。

（板书）：自由落体运动

（二）、新课教学

（师）：在公元前4世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德曾提出这样的观点：“物体越重，下落越快。”（课件展示）同学们结合自己的生活经验，你们认为这个观点正确吗？

（生）：不正确。

（师）：能否提出你们自己的观点呢？

（生）：轻重物体下落一样快。

（师）：到底亚里士多德的观点正确呢？还是我们提出的观点正确呢？下面我们就通过一组演示实验来进行验证。

将实验结果报告单，分发学生（附页1 —实验表格1），要求学生将自己观察的实验现象和实验结果及自己得出的结论填入下表：

（演示实验一）：将铁片和等面积的纸片同时在同一高度同一地点释放；结论：重的物体先着地，重的物体下落较快。

（演示实验二）：取两张相同的纸片，剪去其中一张的一部分然后揉成团，让它们同时在同一高度同一地点下落，结论：轻的物体先着地，轻的物体下落快。

（引导学生思考）：为什么会有两种不同的观点呢？如果是重量一样的物体会出现怎样的结果呢？

（演示实验三）：取两张相同的纸片，把其中一张揉成团，将它们同时在同一高度同一地点释放；结论：同样重量的物体，下落快慢不一样。

引导学生猜想其原因：物体下落快慢不同可能是空气的阻力的影响。

（课件演示实验四）：利用牛顿管演示在没有空气阻力影响的情况下会出现什么样的情况？结果：两个物体同时着地。

师生共同分析刚才的试验现象可以得出这样一个结论：没有空气阻力的情况下，轻重物体下落一样快。（说明亚里士多德的观点是错误的；同学们的观点是正确的）

（师）：实际上，这个结论早在16世纪伽利略就在比萨斜塔上，通过“两个铁球”的实验就得出来了。我们在这里只是换一种方式演示出来了。

师生共同根据刚才的演示实验，总结我们观察到的现象：

1、所有物体都是从静止开始下落，即：初速度为零；

2、如果没有空气的阻力（只受重力）则不论物体轻重下落快慢相同。

（师）：具有如上两个特点的运动我们就叫做自由落体运动。

（板书1）、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，叫做自由落体运动。

（师）：实际生活中，没有空气阻力的情况是不存在的，在重力比空气阻力大得多的情况下，可以忽略空气阻力的影响看成是自由落体运动（例如：钢球下落等）。像这种突出主要矛盾，忽略次要矛盾的研究方法我们称为理想模型。

（师）：通过前面的实验我们可以很明白的看出，自由落体运动是一种变速运动，那么他到底是匀变速运动呢？还是非匀变速运动呢？结合我们的实际生活经验猜想一下。

（生）：猜想：自由落体运动是匀变速运动。

老师引导学生设计方案，证明自己的猜想。最终通过师生共同探讨，确定了证明猜想的方案。

若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ= SⅣ-SⅢ= ……=△S在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀变速运动。

设计方案：时间分段。

老师引导学生要通过什么样的方式去实现我们的设计方案？有什么样的实验装置可以实现我们需要的时间分段呢？

师生共同回忆分析有：打点计时器和频闪照相机。

（师）：两种实验装置都可以利用时间分段来证明我们的猜想，我们在这里选择频闪照相机。

实验验证：频闪照相机（简单介绍频闪照相机的使用方法和在本实验中的作用）。

在研究自由落体运动中我们是利用频闪照相机拍摄下的闪频照片，通过照片上小球的位置及对应的时间来分析、论证。

（课件演示）：频闪照相机拍摄频闪照片。

将实验中我们拍摄的拍摄照片打印出来（附页2 —拍摄照片图），让学生分组进行测量和计算，并把测量和计算结果填入下表内（附页1 —实验表格2）：

分析论证：通过表格中的相关数据，理论推导、分析论证。 师生共同分析、总结出自由落体运动的性质。

得出结论：自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

根据表格中△S = aT 2可以求出a 大小，并且指出在同一地点一切做自由落体运动的物体加速度是相同的，我们把这个加速度叫做重力加速度。

（板书3）、重力加速度 (符号：g)

1＞大小：与地点（纬度和高度）有关，一般计算中取9.8 m /s 2,粗略计算时可取 g = 10m /s 2。（课件演示：重力加速度与纬度的关系） 2＞方向：竖直向下

因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规律都适用于自由落体运动。

师生共同回忆前面匀变速直线运动的规律，并引导学生总结出自由落体运动的相关规律。

（板书4）、自由落体运动的规律 V t = V 0+ at ⇒ V t = g t S = V 0t+

2

1at 2

⇒ V 2t －V 2

0=2as ⇒ V 2t =2gh

引导学生，通过本节课的学习，我们是否能够解释课前游戏中你们是如何判断两位同学的反应快慢的，要测量出他们的反应时间，我们可以怎么做？ （三）、课堂练习

( 课件展示 ) （四）、课堂小结

1、自由落体运动的概念：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、自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

3、 重力加速度 （符号：g ）

2

gt 2

1h =