自由落体运动教学案例

《自由落体运动》教学案例

1、理解自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2、能用打点计时器得到相关的运动轨迹并能自主实行分析。

3、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够使用自由落体规律解决实际问题。

5、初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验水平和推理水平。

【过程与方法】

指导学生实行不同层次的实验探究，从探究物体下落快慢与质量的关系开始，接着探究物体自由下落的运动规律和加速度，直到最后利用自由落体规律探究生活中一些自由落体运动的规律。在探究过程中让学生进一步体验科学探究方法：

1、会根据现象实行合理假设与猜想的探究方法。

2、会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。

3、善于实行观察，并能独立思考或与别人实行讨论、交流。

【情感态度与价值观】

1、通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。

2、渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。

3、培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。

二、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．掌握自由落体运动的规律，并能使用其解决实际问题。

三、教学难点

理解并使用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

四、教具准备

多媒体课件、牛顿管、形状大小相同的金属片与纸片、打点计时器、铁架台、纸带、重物等。

五、教学过程

【探究一】：在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢相同吗？

演示实验1：将形状大小相同的金属片与纸片从距离地面同高度由静止开始同时释放，二者是否同时落地？

学生猜想：金属片先落地。

实验现象：金属片比纸片先落地。

学生分析原因：1、金属片比纸片重下落得快。2、纸片受阻力比金属片的大，纸片下落得慢。

演示实验2：将纸片揉成纸团后重复上面的探究实验，二者是否同时落地？

学生猜想：金属片先落地。

实验现象：金属片比纸片先落地，但与纸团下落的时间在大缩小。

学生分析原因：纸团受阻力大大减小，所以纸片下落的时间与金属片下落的时间大缩短。

提问：通过演示实验2，物体下落快慢与质量相关吗？

学生问答：物体下落快慢似乎与质量无关。

演示实验3：牛顿管实验

（1）当管中有空气时，不同物体下落快慢不同。

（2）将管中空气抽干净后，不同物体下落快慢相同。

学生分析原因：影响物体下落运动快慢的因素是空气阻力，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同物体下落快慢相同。

【板书】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，叫做自由落体运动。

2、条件：

（1）从静止开始下落（即初速度为零）；

（2）只受重力作用（当空气阻力同重力相比很小，可忽略不计，物体下落也可看作自由落体运动【探究二】：自由落体运动是什么性质的运动？

学生提出探究方案：

用打点计时器记录自由落体运动，分析纸带得出物体运动的特点。

需要哪些实验器材？实验操作如何进行？怎样设计表格记录实验数据并进行数据处理？

关键是用纸带分析物体自由下落的运动性质及加速度特点

实验器材：铁架台、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、低压交流电源、

刻度尺、重锤、导线、电键。

实验操作步骤：

1、将打点计时器按照图中所示安装在铁架台上；

2、取大约1m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，如果不够清晰，再 重复实验。

5、挑选点迹清晰的纸带，舍弃前面点子密集的部分，从点子间隔合适的地 方开始取测量点0，随后，每隔1个(或2个)计时点为一个测量点，分别标 注1、 2、，，

6、7，这样，测量 点之间的时间间隔为Δt=0.04s(或 Δt=0.06s)，也能够将每个计时点标为计数点，这样时间间隔为Δt=0.02s. 6、用直尺测量出各个测量点到0的读数。

7、整理实验仪器。

8、选择求证重物运动性质的方法，并实行证明。 9、确定求重力加速度的方法，并实行求解。

【学生动手操作与演示】：观看用打点计时器研究自由落体运动的视频，并按上述操作步骤完成探究实验，选出一些纸带。 实验所得纸带：

【思考】：如何对实验数据实行处理，证明自由落体动是匀变速直线运动，并求出其加速度。 方法一：建立s 与t 2的关系图象，判断出自由落体运动是匀加速直线运动。

由s —t 2图象可判断出物体运动作初速度为匀加速直线运动。

22

S

221t

a at s ==

为：可得，重力加速的大小由如图坐标系中，

第2点的坐标为（1.6×10-3

、7.7×10-3

），

测量点n

1 2 3 4 5 6 距打下第一点的距离s n (10-3m) 1.9 7.7 17.3 30.7 48.0 69.1 距打下第一点的时间t n (s)

0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 t n 2(10-3s 2)

0.4

1.6

3.6

6.4

10.0

14.4

5