广东省揭阳市高中物理2.5自由落体运动教案新人教版必修1
物理：2.5《自由落体运动》教案(新人教版必修1)
2.5 自由落体运动从容说课自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动.本节课通过实验探究的方式得到自由落体运动的概念和规律.运用抽象思维提出问题，通过简单易行的实验进行探究，寻找论据.经历交流实验结果和学生的分析、讨论，让学生确定物体下落快慢与物体的质量无关的关系.通过对“牛顿管”实验的观察和思考，进一步验证设想.使学生学会如何通过生活中的表面现象去探索掩盖中的规律的方法.自由落体运动有其广泛性和特殊性，对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律.在教学中，要尽可能理论联系实际进行实验探究式教学.教学中可以引导学生从日常生活经验出发，逐步提出问题，不断引发矛盾，让学生自己得出结论.自由落体运动有明确的定义：物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动.教师要讲清楚物体做自由落体运动的条件对学生理解这一定义有很大的帮助.准确地理解自由落体运动的定义有利于学生形成严谨的科学态度.还要通过对落体运动的实验探究，测定重物自由下落的加速度.做好几个探究实验是本节课的关键.三维目标知识与技能1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动.2.能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析.3.知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道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，并能够运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.培养学生的观察、概括能力.过程与方法由学生自主进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器——打点计时器，记录下运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法.1.培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力.2.引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法.3.引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律.4.教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会.根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流.情感态度与价值观1.调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力.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，敢于提出与别人不同的见解.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，并能运用其解决实际问题.教学难点1.理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题.2.照相机曝光时间的估算.教具准备多媒体课件、牛顿管、硬币、天平、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物（两个质量不同）等.课时安排2课时教学过程［新课导入］师：两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样地清脆美妙！它使人们清醒地认识到，轻重不是下落快慢的原因；它动摇了2 000多年来统治着人们头脑的旧观念，开创了实验和科学推理之先河，将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台.当树叶从树上飘落下来，雨滴从屋檐上落下来的时候，你们想过这种运动吗？物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动——“探究自由落体运动”.［新课教学］一、自由落体运动在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗？提出问题：1.重的物体一定下落得快吗？2.你能否证明自己的观点？【实验探究】猜想：物体下落过程的运动情况与哪些因素有关，质量大的物体下落的速度比质量小的快吗？（实验）：取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片，把其中一张纸片揉成纸团，在下述几种情况下，都让它们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况.①从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片，可以看到硬币比纸片下落得快，说明质量大的下落得快.②两张完全相同的纸片，将其中一张卷紧后从同一高度同时释放，观察到卷紧的纸团比纸片下落得快，说明质量相同时体积小的下落得快.③将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放，观察到一样快，说明体积相同质量不同时下落一样快.④一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞，分别放到已调平的托盘天平的两个盘中，可以看出纸板比软木塞重，从同一高度同时释放它们，软木塞比纸板下落得快，说明在特定的条件下，质量小的下落得会比质量大的还快.结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关.【实验演示】“牛顿管”的实验将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同.做牛顿管对比实验要注意：①抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转.②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底.③打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大.④实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象.结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同.【课堂训练】图2－4－1所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张，回答下列几个问题：图2－4－1（1）我选图_______________；（2）我从图中观察到的现象是:________________________________________________.（3）请对你所观察到的现象进行解释.参考解答1:（1）图A（2）质量相等的纸片和纸团同时释放，纸片比纸团下落得慢.（3）如图2－4－2，质量相等的纸片和纸团，它们的重力相等.由于空气的阻力对纸片的影响较大，不能忽略，所以纸片下落加速度较小.如果把纸片揉成纸团，空气阻力对纸团的影响较小，纸团下落加速度较大，所以质量相等的纸片和纸团同时放手，纸片比纸团下落得慢.图2－4－2 纸片和纸团参考解答2:（1）图B（2）体积相等的铅球和木球同时释放，几乎是同时落地的.（3）如图2－4－3，阻力对它们的影响很小，几乎可以忽略，虽然G铅大于G木，但是由于m铅也大于m木，即铅球的惯性比木球大，所以它们获得了相同的加速度g.对于同种材料的大、小二球，情况也是如此，它们也有相同的加速度g，所以体积相等的铅球和木球几乎是同时落地的.图2－4－3师：阅读课本并回答：（1）什么叫自由落体运动？（2）自由落体运动的特点是怎样的？生:物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动.特点是：（1）初速度为零；（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计.师：在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用，因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动.但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动.例如，对于实心金属球、石块等，在它们运动速度不大的情况下，可以忽略空气阻力的影响，把它们的自由下落看成自由落体运动，若它们从非常高的地方自由下落，当它们的速度增大到一定程度，空气阻力不能忽略，它们运动的全过程就不能看成自由落体运动.而对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止下落时，与重力相比，空气阻力的影响太大不能忽略，它们的运动就不能看作自由落体运动处理.【阅读】师：请同学们阅读下面的小资料，体会空气阻力的影响.（课件投影）气体和液体都具有流动性，统称为流体，物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动，要受到空气的阻力.快速骑自行车，我们就会感到空气的阻力，轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力.鱼在水中游动、人在水中游泳，都要受到水的阻力.流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大.雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大.当阻力增大与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落.流体的阻力跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大.跳伞运动员在空气中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，可以比较缓慢地降落.航天飞机着陆后，在飞机后面张开一面类似降落伞的装置，加大阻力，以便较快地停下来.流体的阻力还跟物体的形状有关系，头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫做流线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力，小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下部分，外形都采用流线型设计.一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体，悬浮在水面上航行，阻力减小，速度很大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶，速度可高达500 km/h.【实验探究】按照教材第45页的图2.4－1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程.说明：落体运动物体的位置往往变化得比较快，凭目测难以观察和记录，用打点计时器或频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置（运动信息），这样得到的纸带（或照片）可以用来对运动过程进行分析.教材中用打点计时器较好地将重物下落过程记录下来，这样做既简便易行，又拓宽了对基本仪器的应用，但实验的准确度较难把握.因此在实验中要注意：①按教材图示和实验要求连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；②打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；③应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；④先接通电路再放开纸带；⑤手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰.⑥重复上述步骤多次，直到选取只有打出的第一点与第二点之间间隔约为2 mm的纸带才是有效的；（学生的疑问暂且不要解释）⑦教师一定要提醒学生思考讨论，影响实验准确度的因素有哪些？并给予具体引导，注意培养实事求是的科学态度；⑧要求学生保存好记录了自由落体运动信息的纸带，为下节课研究运动规律作准备.师：完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：（1）自由落体运动的轨迹是怎样的？（2）重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？（3）有的同学从实验结果中得出x∝t2，有的同学得出x∝t，你的结论又如何呢？（4）相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系？（5）影响实验精确程度的因素有哪些？参考：分析纸带可获取信息：（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；（2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度；（3）位移x与时间t的平方成正比；（4）相邻、相等时间间隔的位移之差相等；（5）影响实验精确度的因素主要是阻力.用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论.教师点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的.学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论.实验探究结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大约是9.8 m/s2.【课堂训练】意大利的城市比萨有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4 m，由于塔基问题，塔身发生倾斜，这正是理想的落体实验场所.传说，经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断，曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验.只见伽利略一步一步登上塔顶，一手拿着一只1磅重的小球，另一手拿着一只10磅重的大球，在提醒观众注意后一松手，两只球同时开始笔直下落.伽利略令人信服地胜利了.这段描述今天已无从落实是否真实地发生过，然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球，比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了.（1）请同学们补充上述实验的结果——两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的？（2）这个实验证明了什么结论？参考结果：（1）同时落地（2）物体下落过程的运动情况与物体质量无关二、自由落体加速度通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一地点），引导学生学会分析数据，归纳总结规律.教师引导学生思考两个问题：1.自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？2.它的方向如何？生:使用不同的物体进行的反复实验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的.师：这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.符号：g ；方向：竖直向下（与重力方向一致）；大小：与地点有关.一般计算中g =9.8 m/s 2，粗略计算中可以取g =10 m/s 2.让学生看教材第46页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？学生猜想，但不宜过多解释.生:越往北重力加速度越大，说明重力加速度与地理纬度有关，纬度越高，重力加速度越大.师：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的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度v 0=0，a 取g 就可以了.自由落体运动遵从的规律：v =v 0+at 推出：v =gtx =v 0t +21at 2推出：x =21gt 2.【讨论与交流】在现实中，雨滴大约在1.5 km 左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样快速的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s.为什么它们的差别会这么大？参考：意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下（即不受阻力）由静止开始的运动，叫自由落体运动.那么一切物体的下落都一样快，加速度都为g ＝9.8 m/s 2，在任意时刻物体的速度v t =gt ，在任意时刻物体下落的高度：h =21gt 2.这样，可以得出v t 2=2gh .现在说说雨滴的下落是否是自由落体吧.首先说说雨滴的形成：由于大量湿空气的上升，随着高度增加压强逐渐减小，水蒸气出现过饱和，使水蒸气凝结而形成小水滴，大量小水滴聚集起来形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力开始下落，又与上升的热水汽形成更大的水珠，这样形成的水滴的下落是自由落体吗?我们先假设水滴下落是自由落体，并且还假设云的高度为2 000 m ，那么这样的水滴下落到地面的速度有多大?由v t 2=2gh 易计算得到v t =200 m/s.试想水滴以这样大的速度下落到头上会发生什么，那是可想而知的.那么水滴下落到地面上的速度到底有多大?大约为8 m/s 的速度匀速下落.这样的速度已经很大了，如果雨滴的半径比较大的话，人们必会感到痛.要真是自由落体的话，那还了得吗？那么水滴在下落时的速度为什么会这么小?原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻碍作用，减慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，这种阻碍作用越强，当水滴的重力与阻碍的力相等时，雨滴就会匀速下落.当雨滴的半径大到某一程度时，受到气流的影响而会分裂，较大的部分继续下落，而较小的又会随上升的气流上升，又起到阻碍大水滴下落的作用，所以我们看到的雨滴不会太大，就是这个道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s.【实验与探究】下面提供一组探究课题，仅供参考.1.根据漫画讨论如图2－4－4所示：他们采用了什么方法测量洞的深度？请你对该方法进行评估（指出有何优点与不足）.漫画：洞有多深？图2－4－4参考解答：他们采用的是自由落体运动规律，通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深.1gt2，g≈10 m/s2，t=2 s，所以x=20 m由于x=2该方法的优点：（1）所使用的仪器设备简单；（2）测量方法方便；（3）g的取值熟悉；（4）运算简便……该方法的不足：（1）测量方法粗略，误差较大；（2）石块下落的初速度不为零，不是真正的自由落体运动；（3）石块下落有空气阻力，会造成一定的误差；（4）未考虑声音传播需要的时间.2.用滴水法可以测定重力加速度的值.方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时，下一水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、4……”，一直数到“n”时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的示数为t.（1）写出用上述测量计算重力加速度g的表达式.（2）为了减小误差，改变h的数据，测出多组数据.请在图2－4－5中所示的坐标纸上作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度g的值.（要求两位有效数字）图2－4－5参考解答：（1）每滴水下落h 所用的时间为t ′=1-n t ，根据自由落体运动规律h =21gt ′2可得g =22)1(2t hn -.（2）由于2t h =2g ，故下落高度h 为纵坐标，以时间的平方t 2为横坐标画h －t 2图象，应为直线，其斜率k =2g，g =2k .认真描点作图，求出斜率k ，即可求得g .解得g =9.78 m/s 2. 【课堂训练】一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验.（1）现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的器材是：____________________________；缺少的器材是________________________.（2）这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为A ，随后连续的几个点依次标记为点B 、C 、D 、E 和F ，测量出各点间的距离，如图2－4－6所示.图2－4－6请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：______________________________________________________________（3）根据你的计算公式，设计表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度.（结果保留两位有效数字）（4）估计你的计算结果的误差有多大？试分析误差的来源及其减小误差的方法.参考解答：（1）要根据各校具体使用的仪器作答，例如：其中不必要的器材是：电火花打点计时器及碳粉纸、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：低压交流电源、毫米刻度尺、重锤.（2）依据的公式：2T xa ∆=.（3）数据处理方法不限，要体现取平均值消除误差的思想，表格记录的数据要与所使用的公式匹配.（4）实验结果纸带的加速度9.63 m/s 2与重力加速度的标准值9.8 m/s 2有偏差，误差大小为Δa =|9.8－9.63| m/s 2=0.17 m/s 2.误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重力的方法，减少摩擦的影响.【做一做】1.阅读教材第46页“测定反应时间”，回答下列问题：问题1：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为10 cm ，那么这位同学的反应时间是多少？参考：根据自由落体运动规律h =21gt 2 可得反应时间t =g h2=0.14 s.问题2:在上课时，教师用这种方法测量同学们的反应时间，但同学刚把尺子捏住，教师马上就说出该同学的反应时间，也没见他怎样计算，你知道老师是怎样做的吗？参考：教师事先算好时间并写在直尺上，这样就可以直接给出学生的反应时间.2.教师引导学生阅读教材第47页“做一做”让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”.学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性.师：由于照相机的曝光时间极短，一般为1/30 s 或1/60 s ，曝光量相差10%对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样.故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看作匀速运动来处理.建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异.［小结］这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解.自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g ，学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点，是对上节内容的有益补充.要突破此重点内容，一定要把握住一点，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v 0=0，a =g .我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用.在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代入计算.自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有着普遍的意义.为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到.［布置作业］教材第47页“问题与练习”.［课外训练］1.大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁.现在人类向天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后，也让它们进入大气层烧毁，那么小陨石等进入大气层后的运动是自由落体运动吗？2.甲、乙两物体的质量之比为1∶4，不考虑空气的阻力作用，它们在同一高度处同时下落，则下面说法正确的是。
高中物理必修一人教版教案：2.5 自由落体运动
我们知道了什么是自由落体运动,下面我们继续深入的分析这种运动。
（学生分组实验:将点火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上,让纸带穿过计时器,纸带下方固定在重锤上,先用夹子夹住纸带上方,使重物静止在靠近计时器的下方,然后接通电源,待打点稳定后再松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打出一系列小点,那么这些点记录了重物的运动情况。）
提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？
（三）合作探究、精讲点拨。
我们可以通过实验研究这个问题,桌上有两张纸片（同种材料,质量不同）观察掉落在桌面的情况:
1.两张纸平摊,同一高度,同时静止释放。
2.把质量小的纸捏成纸团,同一高度,同时静止释放。
可见,重的物体不一定下落得快,轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？
3、情感态度和世界观
感受前人（亚里士多德）崇尚科学、勇于探索的人格魅力,培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。
教学重、
难点
重点:不同物体自由下落有共同加速度g、做好实验
难点:斜面实验设计的巧妙性、实验过程中科学猜想、数学推导、合理外推的体现
教学
准备
牛顿管、抽气机
课型
课时
安排
１课时
教学
过程
(一)预习检查、总结疑惑
+
（二）情景导入、展示目标
在日常生活中,我们会看到这种现象:把小石头和树叶举到相同高度,石头的重量比树叶重,同时由静止开始释放。观察哪个先落地？
2019-2020年高中物理 2.5自由落体运动教案 新人教版必修1
2019-2020年高中物理 2.5自由落体运动教案新人教版必修1一、教学目标1．在物理知识方面要求：(1)了解什么是自由落体运动；(2)自由落体产生的条件；(3)认识自由落体运动的特点；(4)掌握自由落体运动的规律；速度随时间的变化规律，位移随时间变化的规律(定量)。
2．通过观察演示实验概括出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，从而培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。
3．渗透物理方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——自由落体，研究物体下落在理想条件下的运动。
二、重点、难点分析1．重点是使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。
自由落体的特征是初速度为零，只受重力作用(物体的加速度为自由落体加速度g)。
2．难点是演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。
三、教具1．自由落体演示仪及附件，计算器。
2．硬币(一元)两枚，薄纸袋(恰好可装下硬币)，抽气机，牛顿管。
3．投影仪、投影片、彩笔。
四、主要教学过程(一)复习提问s1∶s2∶s3=1∶4∶9 sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝1∶3∶5(二)引入新课我们今天应用这些知识研究一种常见的运动，物体下落的运动。
[演示Ⅰ]硬币和纸袋分别从同一高度由静止开始同时下落，观察下落速度，从表面上看得到结论，“物体越重，下落得越快”。
1．亚里斯多德(Aristotle)的认识从公元前4世纪至公元17世纪，这种观念统治了人们两千多年之久。
2．伽利略(Galileo)的贡献(1638年)两个物体m A＞m B分别由同一高度下落，重的物体比轻的物体下落的快，当把两物体捆在一起仍从同一高度下落情况会是怎样呢？结论：①整体分析：当把两个物体捆在一起时m C=m A＋m B，因为新组成的物体比上述两个物体中的任一个都重从而下落的应最快。
②局部分析：A物体下落的快，受到一个下落得慢的物体B的作用，结果就像一个大人拉着小孩向前跑，比单独大人跑要慢，比小孩单独跑要快一样，他们的共同速度应介于A、B两物体之间即v A＞v C＞v B。
高中物理 2.5自由落体运动教案1 新人教版必修1-新人教版高一必修1物理教案
《自由落体运动》一、设计思想本节课的内容是高中物理必修Ⅰ第二章第五节，为了充分体现新课程的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，在本节课的教学设计中,先通过对生活中相关事例的研究,引出自由落体,再通过实验,得出自由落体的相关规律,最后让同学运用自由落体运动的知识,测自己的反应时间.紧密联系生活实际，适时渗透物理思想，强调物理实验在物理教学与研究中的重要性，培养学生勇于探究与日常生活有关的物理问题，以及将物理知识应用于社会实践的意识与能力。
二、教材分析“自由落体运动”是高中物理必修Ⅰ第二章第五节的内容，是高中物理基础章节“匀变速直线运动的研究”的倒数第二节，它是全章的归纳、应用、扩展。
对自由落体运动的深入分析有利于学生更加深刻的理解匀变速直线运动，也为后面的平抛运动的学习打好基础。
新教材对这部分的内容分为二块。
一块通过演示、实验，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。
另一块即下一节“伽利略对自由落体运动的研究”介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。
本节课是在知道了什么是自由落体的基础上通过实验探究自由落体的运动性质。
三、学情分析1、高一学生认识事物的特点是：通过质点的学习，已经知道研究问题时，有时要抓住主要因素，忽略次要因素。
但在具体应用时，还是有很大的难度，学生不清楚所研究的问题，哪些因素是主要因素，哪些是次要因素，所以在得出自由落体运动概念的过程中，要通过做一些实验，让学生明白在有些运动中，空气阻力是次要因素，得出自由落体运动的概念。
2、学生在学习本节内容时已具有的知识：已经掌握了物体做直线运动的种类、相应的概念、规律与特征，初步掌握了研究物理问题的基本思路和描述物体运动规律的基本方法。
自由落体运动是匀变速直线的实例和特例，所以本节课的重点是让学生如何运用已经学过的知识，探究得出自由落体运动的规律。
人教版物理必修一2.5《自由落体运动》教学设计
2.5《自由落体运动》教学设计【学习任务分析】本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。
通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，不仅使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识和规律在实际问题中的应用，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果，体验科学研究的方法，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。
本节教学的重点在于引导学生思考研究自由落体运动的实验原理和方法，特别是利用打点计时器记录运动轨迹和时间的方法及实验数据处理、结论得出、误差分析等实验方法。
本节教学的难点在于实验探究的思路、方法。
【学习者分析】学生前面已认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法（图象、公式），以及测加速度、处理实验数据等方法。
【教学目标】1．通过观察演示实验概括出自由落体运动的条件，渗透物理方法，从而培养学生的观察、概括、科学抽象能力。
2．通过学生的合作实验研究自由落体运动的规律，领会科学探究方法（提出问题、猜想假设、设计实验方案、分析实验数据、总结交流结论成果），理解自由落体运动的实质是加速度为g的匀加速直线运动。
3．归纳出自由落体加速度的大小和方向，会判别不同地点重力加速度的大小。
4．运用理想化方法，通过比较重力与空气阻力的大小，将实际问题转化为自由落体问题。
5．会运用匀变速直线运动的规律解决自由落体的问题，激发学生探究科学的热情，增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。
【教学过程设计】让学生利用已有的知识和方法，经历科学探究的过程，培养科学探究能力，体现物理学是以实验为基础这一特点，具体设计思路流程如右图。
虚线框内为探究过程。
【教学过程】一、通过演示实验，引出要探究的问题1．概括落体运动是竖直向下的直线运动(1)悬挂在铁架台上的小球，它受到几个力的作用？（重力、悬线拉力）演示1：用火将悬线烧断，引导学生观察小球的运动。
人教版高中物理必修一2.5自由落体运动 教案
2.5自由落体运动（教案）〖教材分析〗本节课是安排在匀变速直线运动后半部分，相当于是匀变速直线运动的应用与拓展。
同时加强了物理与生活的联系。
为后面学习曲线运动，平抛运动打下基础，所以起到一个承上启下的过渡作用。
〖学情分析〗1、高一学生正值从初三到高中的过渡阶段，在学习方法上仍以初中记忆和模仿的学习方式为主，未能根据高中学习的特点进行调整。
2、在身心特点方面，高一学生正值身体发展的旺盛时期，思维活跃乐于探究。
〖教学目标〗知识与技能：1、理解自由落体运动的概念，知道重力加速度的大小、方向。
2、掌握自由落体运动的特点和规律。
过程与方法：1、通过对实验现象的观察，提高学生对事物变化的分析和概括能力。
2、经历科学探究的过程，体会科学探究的思维方法。
情感态度与价值观：1、领略自由落体运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心和求知欲。
2、能够认识物理规律由一般性到特殊性的变化，了解科学的规律性。
〖教学重难点〗教学重点：1、自由落体运动的性质。
2、自由落体运动的规律及其应用。
教学难点：对自由落体运动理想化模型的认识。
〖教法与学法〗教法：讲授法、实验法、谈论法学法：观察体验法、实验探究法、小组讨论法〖教学准备〗牛顿管、金属片、石头、纸片、打点计时器、纸带、重物、刻度尺、多媒体课件。
〖教学过程〗一、新课引入物体下落是一种常见的运动，例如苹果的“掉”落，树叶的“飘”落。
利用多媒体课件动图展示这两个运动。
问题1：这两个物体的下落过程有没有一定的规律可循呢？我们还发现，苹果比树叶重，下落得就快，树叶轻，下落得慢。
那么是不是重的物体下落快，轻的物体就下落慢？这节课我们就来学习自由落体运动，学完大家就知道了。
二、新课教学（一）自由落体运动看大屏幕，铁架台上悬挂着一个静止的小铁球，小球受到什么力作用，重力和绳子的拉力。
当烧断悬线后小球，就沿竖直方向下落，并且是在什么力作用下？重力，空气阻力很小可以忽略不计。
因此我们可以看到烧断绳子后，小球在重力的作用下，沿着竖直方向下落。
2024-2025学年高中物理2.5-6自由落体运动教案新人教版必修1
5. 小组讨论
现在，我们分组进行讨论。请同学们相互分享你们的计算结果，并探讨一下实验中可能存在的误差。同时，大家可以思考一下，如何改进实验方法，以提高实验结果的准确性。
6. 总结提升
好了，现在我们来总结一下今天所学的内容。自由落体运动是指物体在重力作用下所做的运动，其规律可以用公式h=1/2gt^2来表示。通过实验验证，我们可以得出这一规律。在实验过程中，我们不仅要关注数据的结果，还要注意实验方法的改进和误差的分析。
（二）存在主要问题
1. 学生能力差异：在教学过程中，我发现部分学生在实验操作和数据分析方面存在困难，这影响了他们的学习效果。
2. 课堂参与度：部分学生在课堂上不够活跃，参与度不高，影响了课堂氛围和教学效果。
3. 教学资源利用不足：虽然我使用了部分教学资源，但还有更多的资源没有充分利用，如网络教学平台和教学课件。
板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。
重点题型整理
1. 题型一：计算自由落体运动的位移
问题：一颗从高度h自由落体的物体，经过时间t后，其位移是多少？
解答：根据自由落体运动规律h=1/2gt^2，我们可以得到位移h的计算公式。将已知的时间t和重力加速度g代入公式，即可计算出位移h。
然而，学生在能力方面存在一些差异。部分学生可能对实验操作不够熟悉，影响实验结果的准确性；部分学生在数据分析方面可能存在困难，这将对他们的学习进度产生一定影响。在素质方面，学生的观察能力、思考能力和问题解决能力参差不齐，这将给教学带来一定的挑战。
在行为习惯方面，部分学生可能缺乏学习物理的兴趣，课堂参与度不高；部分学生可能对自主学习和合作学习不够积极，这将对课堂效果产生一定影响。针对这些情况，我在教学过程中需要关注学生的个体差异，因材施教，并通过激发学生的学习兴趣、培养良好的学习习惯来提高他们的学习效果。
高中物理 2.5 自由落体运动学案新人教版必修
高中物理 2.5 自由落体运动学案新人教版必修1、知道物体做自由落体运动的条件、2、通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念、知道重力加速度的大小、方向、(重点)3、掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题、(难点)一、自学自测1、定义：物体只在重力作用下从开始下落的运动、2、做自由落体运动的条件：(1)(2)3、运动性质：4、自由落体加速度（1）、定义：（2）、方向：（3）、大小：6、一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为（）A、铁钉比棉花团重B、棉花团受到的空气阻力不能忽略C、棉花团的加速度比重力加速度小D、铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大7、关于自由落体运动，下列说法正确的是()A、自由落体运动是一种匀变速直线运动B、物体刚下落时，速度和加速度都为零C、物体的质量越大，下落时加速度就越大D、当地重力加速度为9、8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9、8 m/s二、自研自悟（一）、自由落体运动规律探究：1、打点计时器法：(1)按如图2－5－2所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹、 (2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小、2、实验结论：（二）规律应用例1、一个物体从45m高的地方静止释放，做自由落体运动，（g取10m/s2）求：（1）到达地面时的速度（2）下落最后1s 内的位移例2、一个自由落下的物体在最后1 s内落下的距离等于全程的一半，计算它降落的时间和高度？取g=10m/s2三、自练自提1、关于重力加速度的说法中，不正确的是（）A、重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g 取9、8m／s2B、在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C、在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D、在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小2、从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是（g取10m/s2，不计空气阻力）（）A、b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/sB、a球接触地面瞬间，b球离地高度为45mC、在a球接触地面之前，两球的速度差恒定D、在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定3、不计空气阻力，同时将一重一轻两石块从同一高度自由下落，则两者（）①在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度；②在下落这段时间内平均速度相等；③在1 s内、2 s内、第3 s 内位移之比为1∶4∶9；④重的石块落得快，轻的石块落得慢。
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自由落体运动
课题 2.5自由落体运动课型新授课
教学目标知识与技能
1．认识自由落体运动，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动．
2．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同．
3．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，并能够运用自由落体规解决实际问题．
过程与方法
由学生自主进行实验探究，定量地测定重物自由下落的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法．
1．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力．
2．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法．
3．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律。
情感态度与价值观
1．调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。
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，敢于提出与别人不同的见解。
重点难点教学重点
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，并能运用其解决实际问题．教学难点
1．理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题．
教具准备多媒体课件、牛顿管
课时
安排
1课时
教学过程与教学内容
教学方法、教学手段
与学法、学情
引入：从前面的学习中，我们已经知道了，做匀变速直线运动的物体的三个运动规律公式：
速度公式：
位移公式：
位移---速度公式：
还有就是匀变速直线运动的V-t图像及其规律：
1、在教学过程中采用启发、探究、讨论、讲授等方法。
由学生自主进行实验探究所观察到的实验现象，还有记录下物体运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，让学生体验
科学探究方法。
2、这节课采用综合运用直观演示、讨论、练习并辅以多媒体等多种形式的教学
教学环节一：
1、教师活动：
经过前面关于匀变速直线运动的规律的探讨，假设有一个匀变速直线运动，它的初速度V为零，加速度 a=g （g是一个常数），由此画出它V-t图像如下，则其运动规律是怎样的？
1、学生活动：
通过老师的引导，观察图像，复习前面学习过的知识，回答教师所提出的问题。
【说明】：通过对前面知识的复习和问题提出还有解答，为后面引出自由落体并证明自由落体是一种特殊的匀变速直线运动。
加强新知识与旧知识的联系。
培养学生的发散思维。
2、教师活动：
从上的问题可知，该运动的运动规律如下：
1末速度：v=gt； 2 运动的位移：x=1/2gt2
3速度与位移关系：v2=2gx
这是一种特殊的匀变速直线运动的情况，回忆我们做过的实验，其中是否有一种实验的情况跟这个相同？
2、学生活动：
通过对于运动规律的探讨，回想实验的过程，找出其中与该运动情况相符合的实验情况。
【说明】：通过对于运动规律的探讨还有与实验事实相印证的过程，培养学生通过实验研究理论，又从理论回到实验的探究分析能力，培养学生的观察能力。
3、教师活动：
自由落体运动：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动。
（因为忽略了空气的阻力，所以是一种理想的运动，是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
）
自由落体运动规律
速度时间关系：v t=gt 下落高度：h=gt2/2
速度与高度关系： v t2=2gh 方法。
在教学中，要加强师生间的双向活动，启发引导学生自主探究，发挥其主观能动性，以使学生学
会学习
3、教师启发诱导，学生观察，积极思考，探究交流最后归
纳出概念
重力加速度：同一地点物体自由下落的加速度都是相同的，称为重力加速度。
通常用g 表示。
g=9.8m/s 2 方向竖直向下
【注】：重力加速度的大小，在地球的不同地方是不同的。
3、 学生活动：
通过教师的总结，得出自由落体的运动规律，并且明确了解什么是自由落体运动，有什么样的特点。
【说明】：通过总结，得出结论之后，再对结论加以深化，慢慢深入的过程，使得学生对于知识的理解根据的透彻，认识更加清晰。
4、 教师活动：
回答下列问题：
1、关于自由落体运动的加速度g ，下列说法中正确的是
A 同一地点轻重物体的g 值一样大
B 重的物体的g 值大
C g 值在地面任何地方一样大
D g 值在赤道处大于南北两极处 (该题考查对重力加速度的理解)
一跳伞运动员从350 ｍ高空离开飞机跳伞降落，为了使落地时间快一些，开始时未打开伞而自由下落，降落一段距离后才张开伞，张开伞后以
2 m/s 2
的加速度匀减速下落，到达地面时的速度为4 m/s.问跳伞运动员应
在离地面多高时张开伞?(g=10 m/s ２
)
4学生活动： 回答问题
【说明】：通过对自由落体运动的学习，了解规律后通过练习巩固知识，加强应用能力培养。
板
书
§2.4自由落体运动 1.自由落体运动的研究
(1)物体自由下落快慢的决定因素
(2)自由落体运动的定义 (3)自由落体运动的特点 (4)自由落体运动的规律
2．重力加速度(g) (1)重力加速度的大小 (2)重力加速度的方向 (3)重力加速度的变化。