高中物理《自由落体运动(12)》优质课教案、教学设计

自由落体运动

【教学目标】

1.通过观察演示实验分析得出影响物体下落快慢的因素，进一步明确自由落体运动的

概念和条件。培养学生抓住主要矛盾，忽略次要矛盾的科学思维方法。

2.利用打点计时器探究自由落体运动的性质，明确重力加速度的大小。培养学生敢于

猜想、乐于求证的科学素养，体会自然规律的简单之美。

3.通过对自由落体规律的简单应用，培养学生解决实际问题的能力，从而感受到物体

贴近生活、联系实际的特点。

【教学重点】

1.自由落体运动的概念及条件，探究自由落体运动的性质。

2.利用自由落体运动规律解决实际问题。

【教学难点】

通过分析纸带得出自由落体运动的性质。

【教学用具】

多媒体课件、大小不同的两个钢球，两张相同的纸片、牛顿管、真空泵、重锤、打点计

时器、铁架台、纸带、毫米刻度尺。

【教学过程】

新课引入：

利用物理学家费曼的名言引入：你能够发现真理，因为它既美又简单。激发学生的

求知欲。展示动画：树叶落地，引出落体运动的概念，举例说明落体运动的普遍性，暗示落体运动规律研究的现实意义。设问落体运动是否遵从某种规律，引入课堂。

新课推进：

从最简单的事例入手开启探索之旅，首先比较两个物体下落的快慢：

演示1：大小不同的两个钢球从同一高度同时自由下落。

问题1、实验现象表明物体下落的快慢和质量与体积有关吗？（学生回答）

演示2：一张答题卡和一张相同答题卡揉成的纸团从同一高度同时自由下落。

问题2、影响物体下落快慢的因素是什么？（学生回答）

问题3、如果没有空气阻力，情况会是怎样？（学生猜想）

演示3：牛顿管实验。

得出结论：如果没有空气阻力，物体下落的一样快。进一步提出自由落体运动概念。壱、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。

提醒学生思考定义中“自由”的含义，体会物体做自由落体运动的条件。

2.条件：只受重力、初速度为零。

问题4、生活中满足这种条件的运动多不多？研究这种运动有没有现实意义呢？

提醒学生回忆最初的两个钢球演示实验，得出近似看做自由落体运动的条件。

3.说明：如果空气阻力作用比较小，和物体自身重力相比，可以忽略，物体的下落可

以近似看做自由落体运动。

二、探究自由落体运动的规律

列举生活中可以近似看成自由落体运动的事例。明确手中的重锤下落可以近似看做自由落体运动，并以它为研究对象来探究自由落体运动的规律。

1.记录重物下落情况

问题5、需要记录那些物理量？眼睛观察能否获取？怎样实现目的？（学生回答）

模拟使用打点计时器记录重物下落的操作流程，让学生注意观察并提出意见和建议。提出要求：打出至少两条满意的纸带，并认真观察纸带上点的分布特点。

2.分析处理纸带

问题6、纸带上点迹越来越稀疏说明什么？猜想它可能是在做什么运动？（学生回答）问题7、怎样用所学知识验证你的猜想？（学生回答）

引导学生在多种方案中选择形象直观的速度时间图象来验证猜想。

共同探讨对纸带的处理方法及流程，最终明确如下：

（1）选点测量：选择合适的点研究，并测量相邻各点间的距离。

（2）计算速度：依次算出这些点的瞬时速度。

（3）描点连线：利用直尺画出速度时间图像。

（4）求加速度：根据斜率求加速度。

3.展示结果，得出结论

通过投影设备展示几组同学的处理结果。

明确实验结论：自由落体运动是初速度为零的加速直线运动。

可以根据斜率求得加速度数值。（大约是9.8m/s2）

三、自由落体加速度

明确一个事实：大量精确的实验表明，所有物体做自由落体运动的加速度大小为一个定值：9.8 m/s2。这个加速度被称作自由落体加速度。

1 定义：一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g 表示。

说明它的方向就是物体下落的方向：竖直向下，再次明确大小。

2.方向：竖直向下

3.大小：g=9.8 m/s2

说明：地球上不同地方的重力加速度数值略有不同，参见教材P44，提醒学生观察变化规律，并说明在今后的学习中将会对这一现象作出解释。

四、自由落体的规律

从前面的探究得知，自由落体运动本质上就是一个特殊的匀变速直线运动而已。

问题8、自由落体运动作为一个匀变速直线运动，其特殊之处在于什么？（学生回答）问题9、请表述匀变速直线运动规律的基本公式，并由此得出自由落体运动的基本公式。

1.一种特殊的匀变速直线运动：v0=0，a=g，x=h

2. 基本公式：v =gt h 1 gt 2 2

v 2＝2gh

学以致用：利用直尺的下落可以近似看做自由落体，对比同桌两人的反应快慢。要求课

下进一步算出具体反应时间。思考如何把直尺改造成可以直接读出反应时间的测量工具。例题：一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了 3.0s 。如果不考虑空气阻 力，悬崖有多高？而实际上是有空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？ 为什么？

伍、 巩固练习

1. 下列说法正确的是（ ）

A ．物体由静止开始下落的运动一定是自由落体运动

B ．自由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的竖直向下的匀加速直线运动

C. 当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体从静止开始下落的运动可视

为自由落体运动

D. 各地重力加速度 g 数值略有不同，纬度越高的地方 g 值越小。

2. 一个做自由落体运动的物体，速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示，正确的是：

3. 利用自由落体运动的规律可以估算山高或井深，为了测出井口到水面的距离，让一个