第一篇：自由落體運動

《自由落體運動》探究式教學設計

本文就高中物理必修本“自由落體方運動”一課談談教學設想，具體分三個方面?！局R結構及教學目的要來的確定】

本節(jié)教材是作為勻變速運動規(guī)律的運用特例而編排的。通過本課的教學，使學生既了解一種具體的運動，又鞏固勻變速運動規(guī)律。同時也為學習選修本“豎直上拋運動”和“平拋物體的運動”奠定基礎。本課利用閃光照片來研究物體運動的方法，也將在后續(xù)課程中應用。

本節(jié)教材有五個知識點。即：A．落體運動是豎直向下的直線運動。B．自由落體運動的定義及特點（不同物體在同一地點，下落快慢相同）。C．自由落體運動的性質（初速為零的勻加速直線運動）。D．自由落體的加速度g。E．自由落體運動的規(guī)律。

各知識點是按知識的形成過程有機結合的。即：從對落體運動表象的觀察，到深層的分析和研究，由淺入深、由表及里逐一展開。具體說：先觀察軌跡，再判斷運動快慢，進而分析運動的性質，確定運動加速度，最后明確運動規(guī)律。本節(jié)教材這樣編寫符合教育家贊科夫提出的“使學生理解學習過程”的原則，因此，在課堂教學過程中有必要遵循教材編寫意圖，按知識的形成過程進行教學。

由現(xiàn)代教學論可知，教學目的要求的確定可從知識本身的理論價值和應用價值，知識的能力價值和教育功能四方面考慮。因此，從知識本身的理論價值和應用價值角度提出教學目的要求如下：

A．知道自由落體運動、自由落體運動加速度的概念。

B．理解自由落體運動的性質和規(guī)律，鞏固勻變速運動的有關知識。

在自由落體運動概念的形成過程中，伽利略用科學推理的方法，借助于理想實驗，揭示亞里士多德“重的物體下落快”這一論斷的錯誤。進而通過從簡單著手的科學研究方法，忽略空氣阻力這一次要因素，突出問題的本質，提出自由落體運動的概念。在自由落體性質這一知識點的形成過程中，伽利略采用實驗研究的方法，證明自由落體運動是一種初速為零的勻加速直線運動，改變了以往人們憑直覺判斷的研究方法，伽利略的實驗研究標志著物理學的真正開端。因此，從知識的能力價值和教育功能的角度提出教學目的要求如下： C．培養(yǎng)學生觀察能力和推理能力。D．初步了解研究自然規(guī)律的科學方法。（從簡單著手進行研究的方法和實驗研究的方法）

需要指出的是：在自由落體性質的研究過程中，伽利略所面臨的困難是巨大的。當時現(xiàn)成的計時儀器只有一根指針，鐘面上只刻有小時的刻度，若以小時為計時的最小單位進行自由落體運動的研究是十分困難的。對此伽利略首先提出用斜面“沖淡重力”的方法，通過對斜面上小球運動情況的研究來推斷自由落體運動的性質。但這仍是不夠的。由h?12at2可知，若h=100m，t=3600s，則a?6.5?10?4m/s2，顯然此時斜面的傾斜角已幾乎是0°，而此時斜面摩擦阻力的影響又是難以回避的，因此伽利略又進行了計時儀器的改進，并成功地制造了“水鐘”?！八姟钡脑O計思想與中國古代“水漏”的設計思想是一致的，水經(jīng)容器底部的小孔流出，通過流出水量多少的測量，來較精確地測定時間，從而完成了斜面上物體運動情況的研究?？紤]到教學時間的限制，也為了更好地服務于教學目的，在課堂教學中應該突出對伽利略“用實驗驗證理論”觀點的重大意義進行宣講，而對具體的實驗方法和科學史料在以后的教學中再逐步進行介紹、滲透。

本節(jié)課的教學重點為：不同物體下落的加速度都是g。教學難點為：物體下落的快慢與物體所受重力無關。由于學生對重的物體下落快、輕的物體下落慢的印象很深，因此在課堂教學中必須精心設計實驗，用事實戰(zhàn)勝假象，幫助學生建立正確的觀點。

【教學方法】

由于本節(jié)教材有著廣闊的實驗背景和能力與方法教育的深厚內涵，因此本節(jié)課的教學擬采用觀察法。設計如下五個實驗：（1）燒斷懸線后小球下落的實驗；（2）等面積鐵片和紙片下落的實驗；（3）紙片和輕紙團下落的實驗；（4）等重的紙片和紙團下落的實驗；（5）錢毛管實驗。通過對各演示實驗和閃光照片的觀察分析，通過教師邊演示、邊啟發(fā)，讓學生邊觀察、邊思考，充分調動學生的積極性，達到上述教學目的與要求。

觀察法的教學模式是：A．創(chuàng)設情景，提出問題。B．明確觀察內容。C．觀察和記錄。D．分析歸納，得出結論。本課每一演示實驗的教學都應遵循這一模式，以提高教學效果，如演示實驗1的教學過程是：A．明確要研究一種常見的物體下落的運動，出示如圖所示裝置，提出：懸線斷后物體運動情況如何？B．向學生指出：先觀察小球下落的軌跡，是直線還是曲線，是水平還是豎直的？C．進行演示，用火燒斷懸線，避免剪刀剪斷懸線時對懸線橫切的不利影響，確保小球開始下落時初速為零。D．提問學生，得出：物體下落的軌跡是一豎直方向的直線。

觀察法進行教學的目的，在于學生觀察能力的培養(yǎng)，因此在教學過程中，還要讓學生做到以下三點：A．學會觀察的方法。如在實驗2到實驗5的教學過程中，對兩物體下落快慢的比較，通過物體運動的初、末狀態(tài)的比較來進行。在開始下落瞬間觀察兩物體是否同時、同高、無初速，在落到桌面上的瞬間通過眼看耳聽來進行判別。B．學會對現(xiàn)象作準確、條理的分析和描述。如在利用自由落體的閃光照片研究自由落體加速度的教學過程中，要求學生由小球運動軌跡是豎直的直線、運動方向向下，得出小球的瞬時速度方向為豎直向下；由照片中相鄰兩小球間隔逐漸增大，得出在每一段閃光時間間隔內物體的平均速度逐漸增大；再結合自由落體是勻變速直線運動，得出小球的瞬時速度逐漸增大，從而得出自由落體加速度方向為豎直向下。C．善于從觀察中發(fā)現(xiàn)問題。如利用自由落體的閃光照片測定重力加速度大小的過程中，通過用刻度尺測出小球間距，求得的重力加速度值小于9.8m/s2，使學生了解閃光照片中標尺的作用。在實驗5錢毛管實驗的教學過程中，通過正誤實驗操作的對比，使學生領悟到：錢毛管由水平位置轉為豎直時應保持上端不動，從而使金屬片和羽毛在剛開始下落時速度為零；在學生觀察到真空中金屬片和羽毛下落快慢相同的現(xiàn)象后，提問學生：生活中有沒有輕重不同的物體下落快慢相同的現(xiàn)象。啟發(fā)學生：若重的物體壓住了輕的物體，也會使物體下落快慢相同。再進行演示：在真空中羽毛在上、金屬片在下時兩物體下落快慢相同，從而使學生真正建立起：忽略空氣阻力時，物體下落快慢相同的觀點。

【教學過程及實驗和例題的講解】

教學過程的優(yōu)化設計關系到課堂教學的質量，教學目標的實驗、教學任務的完成都要通過教學過程來實施。本節(jié)課的主要教學過程如下：A．引入新課，明確課題。研究物體下落的運動；B．實驗演示，定性研究。得出：自由落體運動的概念特點；C．利用閃光照片，定量分析。得出：自由落體的性質和自由落體加速度；D．應用和鞏固練習。得出自由落體運動的規(guī)律，進行例題教學。

圍繞著物體下落快慢與所受重力無關這一難點設計的系列實驗（實驗2—5），具體安排如下：

由于“重的物體下落快”這一錯誤的生活經(jīng)驗，總是存在于大多數(shù)學生頭腦中。因此安排實驗2：鐵片和等面積紙片下落，讓學生觀察到“重的物體下落快”的現(xiàn)象，暴露出學生原有的錯誤觀點。再通過實驗3：取二張相同的紙，剪去其中一張的部分并揉成團再同時下落，讓學生觀察到“輕的紙團下落快”的現(xiàn)象。通過強烈的對比，激發(fā)學生的興趣，促使學生積極地思考。然后安排實驗4：讓等重的紙片和紙團下落，使學生觀察到“等重的物體下落快慢不同”的現(xiàn)象。使學生跳出物體下落快慢與重力相關的思維怪圈，去分析空氣阻力的影響。降低了分析的難度，符合贊科夫提出的“使班上所有的學生（包括最差的學生）都得到一般發(fā)展的原則”。通過對空氣阻力的分析，使學生意識：空氣阻力的影響使得物理現(xiàn)象復雜多變，一時難以抓住問題的本質。從而啟發(fā)學生：從簡單著手，忽略空氣阻力的影響，進而引出實驗5：錢毛管實驗。使學生建立：“忽略空氣阻力時，同一地點物體下落快慢相同的”觀點。

上述實驗各具目的、有機結合。從實驗2引出錯誤（這是糾正錯誤的前提），實驗3提出問題，激發(fā)興趣，到實驗4進行鋪墊，幫助分析，實驗5解決矛盾，得出結論。一環(huán)緊扣一環(huán)，一氣呵成。

例題的教學不僅要起到對課堂所學知識的鞏固和提高作用，還要起到深化和活化的作用，同時又是教學過程中的一個反饋手段。本課例題選用教材后面練習題（1），即：為了測出井口到井里水面的深度，讓一個小石塊從井口下落，經(jīng)過2．0s后聽到石塊落到水面的聲音。求井口到水面的深度（不考慮聲音傳播所用的時間）。之所以選用這個題目而不用課文中的原例題，原因有二：A．讓學生養(yǎng)成獨立思考的習慣，真正檢驗學生對課堂教學內容的掌握程度，避免出現(xiàn)部分學生不深入分析，依賴課文進行題解的錯誤做法。B．結合例題，介紹測量變換的物理思想，使學生了解：依賴于某一物理過程，可用測量時間的辦法來求得空間的尺寸。

通過例題的教學還要使學生逐步領會到物理公式是描述物體運動的規(guī)律，而不是簡單地反映一些“數(shù)”之間的聯(lián)系。具體講解過程如下：首先通過分析使學生明確：小石塊下落過程空氣阻力較小可忽略，且釋放小石塊時初速為零。即：小石塊作自由落體運動；再根據(jù)不考慮聲音傳播所用時間，得出小石塊的運動時間是2．0s；然后利用自由落體運動規(guī)律求得：井口到水面的深度h ?12gt2?19.6m。

第二篇：自由落體運動

自由落體運動

1．一個物體從 80m 高處自由下落，不計空氣阻力，g 取10 m/s2，求：（1）該物體經(jīng)多長時間落到地面？（2）落地前的最后 1s 的初速度是多少？（3）在落地前最后 1s 內通過的高度是多少？

2．從離地面一定高度的空中自由落下一個小球，現(xiàn)測得小球下落時間為4s.求：(1)小球下落的高度H；(2)最后1s內的位移X；

(3)下落高度為總高度的1/4時的速度．

3．從距地面45 m的高處每隔相同的時間由靜止釋放一個小球，不計空氣阻力，取g=10 m/s2，當?shù)?個小球剛釋放時，第1個小球恰好落地.求：(1)相鄰兩小球開始下落的時間間隔Δt為多大？(2)小球在第2秒內的位移大小是多少？

(3)第2個小球落地時，第3個小球與第5個小球間的距離是多少？

4．從離地的高空自由落下一個小球，取（1）經(jīng)過多長時間落到地面；

（2）從開始下落時刻起，在第內的位移大小、最后內的位移大?。?/p>

試卷第1頁，總2頁，求：

5．物體自某高處自由下落，最后一秒下落的高度是65米，取總高度．，求物體下落的6．一小球自屋檐自由下落，能過窗口所用的時間Δt = 0.25s，窗高兩米。問窗頂距屋檐多高？小球由屋檐下落到窗頂所用時間是多少？（g = 10m/s2）

7．一根長15m的長桿。上端掛起，然后讓他自由下落，如圖所示，求：(1)桿到達離桿的下端5m處的A點時的速度(2)整條桿通過A點所需要的時間。（g=10m/s2）

8．一根細桿長3m，用短繩懸掛(繩長不計)，懸點下有一個2m高的窗，窗頂在懸點下8m處，今將繩剪斷，讓桿自由下落(g取10m/s2)則：（1）當桿下端到達窗頂時的速度為多少？（2）桿經(jīng)過窗所用的時間是多少？

試卷第2頁，總2頁 本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。

參考答案

1．（1）4s（2）30m/s（3）35m 【解析】 【詳解】

（1）根據(jù)可知下落時間；

（2）由（1）所得結果可知，落地前最后1s就是第4s，這1s得初速度，也就是第3s的末速度，故有。則落地前最后1s初速度為：

；

．（3）落地前最后1s通過的高度為：2．（1）80m；（2）35m；（3）20m/s． 【解析】 【詳解】

（1）由自由落體運動的位移公式：H=

gt2＝×10×42m＝80m

（2）小球在前3s內的位移：h＝

gt32＝×10×32m＝45m

最后1s內的位移X：x=H-h=80-45=35m

（3）下落高度為總高度的1/4時：h′＝H/4＝20m 由位移-速度公式：2gh′=v2-0

所以：v＝【點睛】

本題考查自由落體運動規(guī)律，明確自由落體為初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動，記住基本公式即可解答． 3．（1）0.5s（2）15m（3）20m 【解析】 【詳解】

答案第1頁，總4頁 本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。

（1）設第一個小球落地用時為t，根據(jù)自由落體運動位移時間關系 h=

gt2可得：；

則相鄰兩個小球下落的時間間隔為T=（2）小球

在第2

=0.5s； 秒

內的位

移

大

小

：

（3）第2個小球落地時，第3個小球與第5個小球間的距離是：

【點睛】

解決自由落體運動的題目關鍵在于明確自由落體中的公式應用，一般情況下，研究由落點開始的運動列出的表達式最為簡單；并且最好嘗試一題多解的方法，這樣可以練習靈活應用公式的能力．

4．（1）（2），【解析】

【解析】(1)由位移公式解得落地時間：(2)第內的位移：前內的位移為：

；

。最后內的位移等于總位移和前內位移的差，即5．45m

答案第2頁，總4頁 本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。

【解析】設總時間是，根據(jù)運動學公式得

故物體下落的總高度故答案為：．

點睛：設總時間為t，結合位移時間公式得出最后1s內位移的表達式，從而求出整個下落的時間，結合位移時間公式求出下落的高度。6．2.28m，0.675s 【解析】 【詳解】

設屋檐距窗頂高為H，水滴下落至窗頂用時為t，則水滴到窗頂過程中：H=

gt2 …①

水滴到窗戶底端過程中：H+2=

g（t+0.25s）2 …②

①②聯(lián)立解得：t=0.675s；H=2.28m 7．（1）v=10m/s（2）1s 【解析】

（1）到達A是的速度v：（2）通過A的時間為t桿長為L：得：．，解得，代入數(shù)據(jù)得

；，解8．（1）（2）

答案第3頁，總4頁 本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。

【解析】 【詳解】

（1）桿下端到達窗頂下落的高度為，有速度位移公式可得

；

（2）桿做自由落體運動，根據(jù)位移時間關系公式桿的下部到窗門頂?shù)臅r間，桿的上部到窗門底的時間，故桿從門旁通過的時間：．

答案第4頁，總4頁，

第三篇：自由落體運動

課題

自由落體運動

安徽省舒城中學（231300）呂賢年

教 學 目 標：

1、知識目標：

（1）理解自由落體運動的條件和性質，掌握重力加速度的概念；

（2）掌握自由落體運動的規(guī)律，能用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體問題。

2、能力目標：

（1）培養(yǎng)學生的觀察能力和邏輯推理能力；

（2）進行科學態(tài)度和科學方法教育，了解研究自然規(guī)律的科學方法，培養(yǎng)探求知識的能力；

（3）通過對自由落體運動規(guī)律的應用，提高學生的解題能力。

3、情感目標：

（1）充分利用多媒體輔助教學、演示實驗和課本中的小實驗，讓學生積極參與課堂活動，設疑、解疑、探求規(guī)律，做到師生默契配合、情理交融，使學生始終處于積極探求知識的過程中，達到最佳的學習心理狀態(tài)。

（2）利用課后的閱讀材料，介紹伽利略上百次的對落體運動本質規(guī)律的探索研究，使學生體會到科學探索的艱辛，挖掘德育教育的素材。

教 學 重 點：僅受重力作用的不同物體，具有相同的重力加速度g。教 學 難 點：物體下落的快慢與物體所受重力的大小無關。教 學 方 法：多媒體輔助教學、實驗探索與設問點拔相結合。

教

具：硬幣1枚，與該硬幣等大的紙片1張；等大的厚大紙片(20cm×20cm)2張；輕與大紙片的小石子1顆；錢羽管及抽氣機1臺；米尺1把；多媒體教學系統(tǒng)及自制課件等。

設 計 思 路：自由落體運動在教材中是作為初速度為零，加速度為g的勻變速直線運動來安排的，如果教材處理得當，對鞏固所學知識，進行科學態(tài)度和科學方法教育，培養(yǎng)學生靈活運用已有知識解決實際問題，根據(jù)實驗探求規(guī)律的能力等都是極為有利的，本節(jié)課在教學設計時突出以下幾個特點：

1.重視實驗：整節(jié)課由6個演示實驗、1個小實驗組成，通過實驗設疑、解疑、探求規(guī)律，又通過實驗鞏固所學的知識，充分體現(xiàn)了物理是以實驗為基礎的學科，體現(xiàn)科學實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。

2.重視多媒體輔助教學手段的運用：運用多媒體展示直觀的自由落體實例，再現(xiàn)伽利略對自由落體運動的研究過程，給出自由落體的最新科學證實等，多媒體手段的運用可提高課堂教學的效率。

3.注重對學生進行物理學研究方法的教育：本節(jié)課從教學目標的制定，到教學內容的安排與講述，都在這一方面進行了一些有益的嘗試。

4.充分發(fā)揮學生的主體作用：通過實驗探索、設問點拔，創(chuàng)設問題情境，引導學生積極參與，激發(fā)學習興趣，活躍課堂氣氛，調動學生的學習積極性，使學生始終保持積極探索的學習心態(tài)。

5.層次分明：這節(jié)課的程序是：（1）通過對生活經(jīng)驗的分析及實驗觀察，說明實際的落體運動受多種因素的影響；（2）正確地提出問題，研究在真空條件下的落體運動，以及在實際中如何近似地滿足自由落體的條件；（3）揭示自由落體運動的性質，研究在真空條件下落體運動的加速度，探求自由落體運動的規(guī)律。

一、復習提問

（屏幕顯示要復習的問題，提問學生，回答正確后，屏幕再顯示相關內容）初速度等于零的勻加速直線運動： 規(guī)律：速度變化規(guī)律 Vt＝at

位移變化規(guī)律

S＝at2/

2推論：Vt2＝2as

V＝Vt/2＝Vt中

特點：V1 ∶V2∶V3?＝1∶2∶3?

S1∶S2∶S3 ? ＝12∶22∶32? SⅠ∶SⅡ∶SⅢ? ＝1∶3∶5? ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝?＝aT2

二、新課教學

（展示目標，激起學生的求知欲）

關于落體運動，同學們都了解、知道些什么呢？

學生在小學課文《兩個鐵球同時落地》及其它各種途徑中早已了解伽利略、比薩斜塔、伽利略的落體實驗等。

（演示1）多種小物體的下落。指出在地面附近的任何物體，脫離支持物后，豎直落向地面的運動叫做落體運動。

落體運動的快慢與哪些因素有關呢？我們應該在什么樣的條件下研究落體的運動？落體運動的性質怎樣？遵循什么樣的規(guī)律呢？這就是本節(jié)要研究的問題。

（實驗設疑，引出矛盾的結論，揭示問題的復雜性）

（演示2）取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，讓它們從同一高度同時下落。觀察出硬幣先著地，得出物體越重下落越快。

（演示3）取一顆小石子，一張比小石子重的大紙片，讓它們從同一高度同時下落。觀察出小石子先著地，得出物體越輕下落越快。

（演示4）取兩張完全相同的大紙片，它們的重力是相同的，這樣重力對下落的作用是相同的（采用控制變量法），再把其中的一張捏成紙團，讓它們從同一高度同時下落。

觀察到紙團先著地，重力相同的兩個物體下落快慢可能不同。（歸納小結，正確地提出問題，引出新課）

物體下落的快慢和物體的輕重關系比較復雜，既不能說俞重俞快，也不能說俞輕俞快，重力相同的兩個物體下落快慢可能不同。這說明如果停留在“物體下落的快慢和輕、重有什么關系”這個問題上是找不到出路的，必須換個角度來研究這個問題。

那么，除了物體的重力外，影響物體下落快慢的因素還有什么呢？

分析得出是空氣阻力。影響空氣阻力大小的因素太復雜（物體形狀、速度大小、空氣密度等），引導得出最好先研究在沒有空氣阻力的條件下的落體運動。

把只在重力作用下，由靜止下落的物體叫做自由落體，這種運動叫自由落體運動。

【板書】

（提出假設，實驗驗證）

在沒有空氣阻力的情況下，輕重物體的下落快慢會怎樣呢？思維敏捷的學生對觀察、實驗得到的現(xiàn)象進行分析后會作出各種假設，學生們爭論不休，期盼結論。

（演示5）取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，將紙片捏成團。讓硬幣與紙團從同一高度同時自由下落。

觀察到在空氣阻力可忽略時，兩者幾乎同時著地。（演示6）錢羽管實驗。

在抽去空氣的錢羽管內，金屬片、小羽毛、小軟木塞和小玻璃球等下落的快慢趨于相同。（多媒體展示，提供最新的實驗證據(jù)）用多媒體系統(tǒng)播放有關資料。

自由落體運動只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生，在有空氣的空間里，如果空氣阻力的作用可以忽略不計時，物體的下落也可以看做自由落體運動。【板書】

1、自由落體運動：

(1)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。(2)做自由落體運動的物體，在同一地點從同一高度下落的快慢是相同的。（探索自由落體運動的性質）

從實驗中知道，自由落體運動是一種變速直線運動，這種運動是什么性質的運動呢？是一般的變速直線運動，還是勻變速直線運動呢？

（展示閃光照片，定性判斷）

從照片中可以看出，在相等的時間間隔里，小球下落的位移越來越大，表明小球在做加速運動。（體驗前人的研究方法）

很早就有人研究過自由落體運動的性質，比較典型的有古希臘的哲學家亞里士多德和意大利物理學家伽利略。

亞里士多德的研究方法：觀察與思考?物體下落的快慢由重力大小決定。伽利略的研究方法：巧妙的推理?提出假說?數(shù)學推理?實驗維?合理外推 利用課本后的閱讀材料《伽利略對自由落體運動的研究》自制課件，再現(xiàn)伽利略的推理研究過程，得出自由落體運動是一種勻變速直線運動。

伽利略對自由落體的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學方法：抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結合。愛因斯坦在《物理學的進化》中這樣評論：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及所應用的科學的推理方法是人類思想上最偉大的成就之一，而且標志著物理學真正的開端”。

（實驗直接驗證）

利用閃光照片或重物自由下落時打點計時器打下的紙帶，測出有關的數(shù)據(jù)，結合課本中習題（或學生實驗）中的結論ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝?＝aT2，定量判斷出自由落體運動是勻加速直線運動?！景鍟?/p>

2、自由落體運動的性質：是一種初速度等于零的勻加速直線運動。（探索自由落體運動快、慢的本質）

前面我們多次提到物體下落的“快”、“慢”，這可以是指物體在一定時間內下落距離的大?。ɑ蛳侣湟欢ň嚯x的時間長短），也可以指物體下落的速度大小。那么，對一種變速運動來說，最能反映它的運動本質特點的物理量是什么呢？

引導得出是加速度，因此，我們的問題可以歸結為：①僅受重力作用的不同物體是否具有相同的加速度？②自由落體的加速度是多少？

由公式S＝at2/2，根據(jù)各不同物體下落相同距離的時間相同，得出自由落體運動的物體都具有相同的加速度。【板書】

3、自由落體加速度：

(1)在同一地點，不同物體作自由落體運動時的加速度相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。

(2)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情況下g 取9.8m/s2，粗略計算時g 取10m/s2。（初中學過的常數(shù)g =9.8N/㎏，實質上是這里的重力加速度）

(3)重力加速度是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方向相同。（歸納自由落體運動的規(guī)律）

由于自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以勻變速直線運動的基本規(guī)律及其推論都適用于自由落體運動，只要把V0取零，并且用g來代替加速度a就行了。【板書】

4、自由落體運動的規(guī)律：(1)規(guī)律：速度變化規(guī)律

Vt＝gt 位移變化規(guī)律

S＝gt2/2

(2)推論：Vt2＝2gs

V＝Vt/2＝Vt中

(3)特點：V1 ∶V2∶V3?＝1∶2∶3?

S1∶S2∶S3 ? ＝12∶22∶32? SⅠ∶SⅡ∶SⅢ? ＝1∶3∶5? ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝?＝gT2

三、鞏固應用

1、做一做：測定反應時間（詳見教材）

（學生對這個小實驗興趣極大，個個躍躍欲試，可多做幾位，g 取10m/s2，教師必須先測算出一些數(shù)據(jù)，做好準備）

2、某人要測一座高塔的高度，從這座塔頂上靜止釋放一個小石塊，測得石塊從釋放到落地時間是3.0s，問塔有多高？g取10m/s2。

3、有A、B兩個小球，在不同高度上做自由落體運動，A球下落1 s后，B球開始下落，兩球同時落到地面。已知B球離地面高度為15m，問A球從多高處下落？g取10m/s2。

四、總

結

本節(jié)課對自由落體運動進行了實驗、推理、探索，請同學們思考并回答下面的問題：

1、做自由落體運動的條件是什么？

2、為什么說自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動？敘述它的規(guī)律。

3、你對“科學實驗和科學推理是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段”這句話是怎樣理解的。

第四篇：自由落體運動教案

自由落體運動

【教材分析】

《自由落體運動》選自人民教育出版社新課標《物理》必修1第二章第五節(jié)。它是勻變速運動的實例，通過研究可以使學生既了解一種具體的運動，又鞏固勻變速運動規(guī)律，也加強了課本知識與實際生活的聯(lián)系；通過研究物理問題的基本思路和科學方法的學習，為今后研究“豎直上拋運動”和“平拋物體的運動”打下良好的基礎?！緦W情分析】

學生由于日常經(jīng)驗的影響，對下落的物體存在重快輕慢的錯誤認識。本節(jié)課通過實驗驗證，使學生們明確認識到：日常生活見到的現(xiàn)象是因為受空氣阻力的緣故，從而有效地消除學生們從生活中得來的錯誤觀念，培養(yǎng)學生們透過現(xiàn)象看本質的辯證唯物主義認識觀?！窘虒W目標】

1、知識與技能

（1）理解自由落體運動的實質及相關概念；（2）能設計實驗驗證自由落體運動；

2、過程與方法（1）通過演示實驗讓學生從觀察實驗中分析歸納出自由落體運動的特點，培養(yǎng)學生將形象思維轉化為抽象思維的能力；

（2）通過實驗、觀察、推理，歸納等科學知識和方法，培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的認識觀；

3、情感、態(tài)度與價值觀

（1）通過對自由落體運動的實驗探究，培養(yǎng)學生思考問題要全面的科學素養(yǎng)，同時學會用知識解決自然現(xiàn)象；

（2）讓學生感受到物理與科學和社會、生活的聯(lián)系，感受到科學的現(xiàn)實性?！窘虒W重難點】

重點：認識自由落體運動是初速度為零，初速度為 g 的勻變速直線運動，并能應用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體運動的問題。難點：（1）物體下落的快慢與物體所重力大小無直接關系；

（2）同一地點自由落體運動中不同物體下落的加速度都為 g.【教學方法】 1.情境教學法 2.實驗探究法?！窘虒W過程】 一．引入新課

在上課一開始，我利用PPT給同學們分別展示了“雪花飄落”，“雨”，“露珠下落”以及“瀑布”和“落葉”等幾幅動態(tài)的圖片，然后提出了一個問題：這些運動最典型的特征是什么？學生很快做出了回答：都在下落。然后我就給

出了落體運動這一概念，說明了這就是這節(jié)課我們要研究的現(xiàn)象 二．教學過程設計

1、現(xiàn)象探究

師：好了，剛剛我們講了什么是落體運動，現(xiàn)在，讓我們再來看看一個“落體運動”。利用PPT讓同學們看了一則新聞，然后，在同學們看完了以后，又拋出了一個問題：為什么這則消息引起了人們的關注呢？停頓了一會，我接著說道，這則新聞吸引人的地方在于那個媽媽，她能在孩子掉下樓的那短短的時間內做出反應——接住孩子，是非常不容易的，反過來，如果那個孩子墜樓的時間很長，那這件事也許就不會那么吸引人了，對吧！那我們回過頭來，什么因素讓這個女孩的下落時間這么短呢？這個時間可以改變嗎？

師：其實呢，早在兩千多年前，古希臘著名的物理學家亞里士多德就研究了這個問題，并且他在一些生活現(xiàn)象的基礎上（演示實驗：兩只手各拿一張白字和寫字筆，同一高度同時松手，寫字筆先落地），總結論一個規(guī)律，那就是物體月中，下落的就越快。但是呢，在他之后的伽利略所出版的《兩種新科學的對話》一書中，巧妙地說明了亞觀點的錯誤，但是，由于時代的局限性，伽利略沒有完全弄清楚落體運動的問題，一個個的后人接過了任務，一直在探索著。接下來，又給出了一個關于“阿波羅15號”的報道,（見PPT），報道所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象是：請中標同的物體下落一樣快。

那么，我提出了一個問題，這個現(xiàn)象能否作為一個規(guī)律來使用呢？讓同學們思考了一會以后，我回答到，物理規(guī)律的形成有一個很重要的部分，就是實驗的課重復性，所以說，剛剛拿著現(xiàn)象如果要上升為規(guī)律的話，我們就得把實驗再現(xiàn)。那同學們請看以下，剛剛的報道里，提到了那些物理條件呢（見PPT）,那科學家呢，就根據(jù)這幾個條件，制造了一個器材，叫做牛頓管，它是內部有羽毛和軟木塞、小玻璃球的玻璃管，通過其下端的氣嘴可以實現(xiàn)空氣的出入，下面我們就來看看，牛頓管是怎么工作的

2、多媒體演示“牛頓管”實驗。

將羽毛和軟木塞、小玻璃球放入有空氣的玻璃管中，讓它們同時下落，觀察到的現(xiàn)象是小玻璃球下落得最快，其次是軟木塞，羽毛下落得最慢；將管中的空氣抽出一部分后，讓它們同時下落，觀察到的現(xiàn)象是小玻璃球最快，軟木塞其次，羽毛最慢，但三者的差距減小了；.最后將管內的空氣抽完，讓他們同時下落，觀察到的現(xiàn)象是三者同時落到管的底部。

結論：影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用。沒有空氣阻力時，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。

3、得出概念

（1）引入自由落體運動的定義：物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。

（2）條件是：（1）初速度為零；（2）只受重力作用，沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計.4、探究運動性質

師：迄今為止，我們了解到的直線運動，有勻速直線運動，勻變速直線運動和變速直線運動，這些運動，歸根結底，都是加速度的原因，所以對于自由落體運動，如果我們也能找到加速度，那么我們就可以確定其運動性質了。

師：那么怎么求出加速度呢？加速度不好直接求，但是我們可以先求位移時間的關系，再求速度時間的關系，最后就可以求出加速度了，所以，最終，我們要求的是位移與時間的關系?，F(xiàn)在，請同學們好好想一想，怎么樣才可以求出位移與時間的關系？

同學1：打點計時器；同學2：dis實驗；同學3：頻閃照相技術等等。師：好的，同學們的方法都可以，老師呢，在這里采用了第一種方案，這里老師給出了小球下落在各個相等時間內發(fā)生的位移大小，請同學們計算連續(xù)相等時間內發(fā)生的位移差，有△s=at2,得到a是一個恒量，我們把這個恒量記為g,所以得出結論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動

師：根據(jù)上面的實驗結果，自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動，只要把這些公式中的初速度v0=0，a取g就可以了。由v=v0+at推出：v=gt；由s=v0t+at2推出：h=gt2。（板書）

5、鞏固練習

見PPT

三.課堂總結

這節(jié)課我們學習了對自由落體運動概念和規(guī)律的認識及理解。自由落體運動是物體從靜止開始的只受重力作用的勻加速直線運動,加速度為g,學好本節(jié)可更好地認識勻變速直線運動的規(guī)律和特點,是對上節(jié)內容的有益補充。要突破此重點內容,一定要把握住一點,即自由落體運動只是勻變速直線運動的一個特例v0=0,a=g。我們在以前章節(jié)中所掌握的所有勻變速直線運動的規(guī)律及推論,在自由落體運動中均可使用。1212 3

第五篇：自由落體運動教案

《自由落體運動》教案

［內容分析］

《自由落體運動》是高中物理必修一第二章《勻變速直線運動的研究》第五節(jié)內容。自由落體運動是現(xiàn)實生活中常見的一種運動，本節(jié)課之前學生已經(jīng)學習了勻變速直線運動的知識，而自由落體運動時勻變速直線運動的特例，本節(jié)課的學習一方面是對前面知識的復習與鞏固，同時也加強了課本與生活的聯(lián)系。另一方面通過在授課過程中講授研究物理問題的基本思路和科學方法，為以后研究比較復雜的運動規(guī)律打下良好的基礎。因此本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用。

高一的學生感性思維較強，具有一定的理性思維，因此本節(jié)課從生活生活經(jīng)驗著手，步步深入，符合學生的認識規(guī)律，有利于學生對知識的掌握。學生剛剛學習了勻加速直線運動的知識，掌握了利用打點計時器研究物體的運動規(guī)律的方法，為本節(jié)課的學習做好了鋪墊。

［教學目標］

知識與技能

1、知道什么是自由落體運動，理解物體做自由落體運動的條件和特征，掌握重力加速度的概念；

2、掌握自由落體運動的規(guī)律。過程與方法

1、培養(yǎng)學生的邏輯推理能力；

2、會根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法 情感態(tài)度與價值觀

通過對自由落體運動的研究，養(yǎng)成學生質疑、批判的思想品質，求真、求善、求美的科學精神和探究創(chuàng)新意識。

［教學重難點］

自由落體運動的特點及規(guī)律

［教學方法］

講授法、演示法、練習法

［教學用具］

粉筆、紙片、紙團

［教學過程］

（一）復習提問

復習勻變速直線運動的基本公式，推論。

（二）引入新課

我們今天應用這些知識研究一種新的運動，落體運動。

［演示1］粉筆和紙片同時從同一高度由靜止釋放，誰先落地。結論：粉筆先落地。（重的物體下落越快）

［演示2］一張紙片和半張紙團同時從同一高度由靜止釋放，誰先落地。結論：半張紙團先落地。（輕的物體下落越快）

［演示3］粉筆和紙團同時從同一高度由靜止釋放，誰先落地。結論：幾乎同時落地。

提問：解釋觀察的現(xiàn)象(矛盾的結論引起學生的興趣，做好學習新知識的準備。)顯然，紙片在下落過程中空氣阻力影響了其下落快慢，揉成團后阻力較小，幾乎和粉筆同時落地。

提問：沒有了空氣阻力會怎樣?（引導學生猜測)進一步實驗（條件限制，參考書本第五頁）

［演示4］真空玻璃管 雞毛和銅錢同時從同一高度由靜止釋放 結論：運動時間相同 總結：看來真的是空氣阻力的影響使問題變得復雜化了。物理學中將物體不受其他因素影響，只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。（明確自由落體運動中“自由”的又一含義即“不受其他因素影響”。“其他因素”包括空氣阻力、電場力、磁場力等等）

（三）新課教學 一．自由落體運動

1.定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。（注意：在有空氣的空間里，如物體重力遠遠大于所受空氣阻力，此阻力可忽略不計，則物體下落的運動也可看作自由落體運動）2．條件： 只受重力 初速度為0 現(xiàn)實生活中，重物從靜止開始下落不太久的時間內可以近似認為是做自由落體運動，重物可以是粉筆，小石塊，雨滴等等。那么自由落體運動是什么樣的運動呢？它有什么規(guī)律呢？（抽同學回答，鼓勵他們大膽猜想，可以提示他們：物體下落得越來越快；前面我們學過的什么運動是這樣的呢？直到多數(shù)同學猜想是勻加速直線運動為止）

別人憑什么相信你的結論呢？（及時引導學生：必須用實驗事實來證明自己的猜想是否正確）

探究一：利用打點計時器探究自由落體運動的運動性質（以介紹為主）（1）、問題：如何記錄自由落體運動

（2）、實驗 注意事項：

a、應選用質量和密度較大的重物，增大重力可以使阻力相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小；

b、打點計時器安裝要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力；

c、連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端；

d、手捏紙帶松手之前，不要晃動，保證打出的第一個點清晰；

e、應先接通電源讓打點計時器穩(wěn)定后，再放開紙帶讓重物下落； f、選取紙帶。（3）、分析紙帶并思考問題：

a、紙帶上的點跡的排布是直線還是曲線？

（直線）

b、連續(xù)相同時間內的位移如何變化？說明速度如何變化？（增大、增大）（4）、猜想：自由落體運動是不是勻加速度直線運動？（判別式：在實驗誤差允許的范圍內，連續(xù)相等的時間內位移之差相等。）

(5)、結論：自由落體運動是初速度為0的勻加速度直線運動

探究二：頻閃照相法（書本45頁問題與練習5，以學生動手計算為主）（1）、學生回顧之前學習的內容，設計不同的驗證方法： 方法1.如果△x=aT2為一恒量，則物體做勻加速直線運動。方法2.利用,如果X和t2成正比，則是勻加速直線運動。

方法3.利用v=at，如果v和t成正比，則是勻加速直線運動。

方法4.連續(xù)相等時間的位移比為1：3：5：

（2）、分析與論證，合作交流：分析數(shù)據(jù)，得到結論。

（由學生分析數(shù)據(jù)）

目的：應用探究式的學習方法，讓學生親自去體驗去驗證，經(jīng)歷從感性認識到理性認識的過程，從而讓學生印象深刻的突破這一難點問題。學生在科學探究活動中，通過經(jīng)歷與科學工作者進行科學研究時的某些相似過程，學習物理知識和技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學探究方法，增強科學探究能力，培育合作精神，本身就構成了課程培育目標中的“過程與方法”，其教育價值是接受式學習無法比擬的（3）、結論：自由落體運動是初速度為0的勻加速度直線運動。3.性質：自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動。二．自由落體加速度（重力加速度）g 能不能利用以上的實驗方案求解重力產(chǎn)生的加速度。學生討論，選擇一個可行的方案△s=aT2。

通過計算可得：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度。

1.大小:g=9.80 m/s2（在粗略的計算中可以取g=10m/s2。）

請學生看書本的表格說說能得到的信息在地球上不同的地方g的大小是不同的從赤道到北極隨著緯度的升高而增大（緯度越大，g越大）

2.方向：豎直向下（非垂直向下）（引導學生自己判斷）

加速運動是加速度與速度方向相同，即豎直向下。課堂訓練：見優(yōu)化設計 例題1，隨堂1 三．基本規(guī)律

自由落體運動的實質：初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動?；仡檮蜃兯僦本€運動基本公式所以可推導以下幾個公式:

v=gt h=1/2·g·t2 2ah=v2（注：勻變速直線運動的幾個推論及初速度為0的勻加速直線運動的幾個比例關系，對自由落體運動也是成立的，在解題過程中可以靈活選用，但加速度為重力加速度。）課堂訓練：[例1]從離地500m的空中自由落下一個小球，取g= 10m/s2，求：

（1）經(jīng)過多少時間落到地面；

（2）從開始落下的時刻起，在第1s內的位移、最后1s內的位移；

（3）落下一半時間的位移

.[分析]由h=500m和運動時間，根據(jù)位移公式可直接算出落地時間、第1s內位移和落下一半時間的位移.最后1s內的位移是下落總位移和前（n—1）s下落位移之差.（2）第1s內的位移：

因為從開始運動起前9s內的位移為：

所以最后1s內的位移為：

h10=h-h9=500m-405m=95m

（3）落下一半時間即t'=5s，其位移為

[說明]根據(jù)初速為零的勻加速運動位移的特點，由第1s內的位移h1=5m，可直接用比例關系求出最后1s內的位移，即

h1∶h10=1∶19 ∴ h10=19h1=19×5m=95m

同理，若把下落全程的時間分成相等的兩段，則每一段內通過的位移之比：

ht/2∶ht=12∶22=1∶4

課堂小結：以上在研究自由落體運動時，我們采用了一種理想化的方法：從最簡單、最基本的情況入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由淺及深的推入，得出一種運動形式——自由落體運動，再利用基本滿足自由落體運動條件的運動研究其規(guī)律，最后將規(guī)律用于生活實踐。這種獲得知識和應用知識的方法，在以后我們學習物理時還會經(jīng)常用到。作業(yè)：書本45頁問題與練習2,5 