自由落体运动教案

教学案例：自由落体运动

一、教学目标：

1、知识与技能：

（1）知道自由落体运动，自由落体加速度，以及自由落体加速度的方向和大小

（2）掌握自由落体运动速度、位移随时间变化的规律

（3）运用自由落体运动规律解决实际问题

2、过程与方法：

（1）大胆猜想，小心验证，探究影响落体运动的因素

（2）分析探究自由落体运动的规律和特点

3、情感态度与价值观：

（1）体会伽利略研究自由落体运动的科学思维方法，学习探索精神

（2）激发学生对科学探究的兴趣

二、教学重点：

探究自由落体运动的规律

三、教学难点：

运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出理想条件下的物理模型——自由落体运动

四、教学过程：

【引入】 1、在生活中大家有注意观察过落体运动吗？从生活经验出发，假设有一个苹果和一片叶子同时从同一个枝头下落，它们的下落情况会有什么区别呢？

预测学生对物体下落的认识可能有以下几种：1、苹果下落的快，树叶下落得慢

2、苹果下落的时候是竖直下落，叶子会飘飘飘的……

大家能不能根据刚才的例子，猜测一下是什么因素影响了物体的下落速度呢？

预测学生分析的可能原因：1、物体的面积2、物体的质量3、物体的体积4、物体的密度……

大家说了很多因素，我们可以将它们总的归结成两个力。物体在下落过程中受到的空气阻力以及本身所受到的重力。那么物体所受到的重力以及空气阻力对物体的下落是否有关系呢？接下来，大家完成一个实验，验证重力、空气阻力和下落快慢之间是否存在关系？

实验方案：用两张等大的纸，一张揉成纸团，一张不变，让它们从同一高度，一起下落。

从实验中，大家可以得到什么样的结论呢？

预测学生对现象思考后得到的答案：空气阻力对物体的下落时有影响的

大家的讨论

通过讨论我们可以发现，空气阻力对物体下落的确有影响，而且较为复杂，在我们的日常生活中，当物体的重力都比空气阻力要大得多时，阻力可以忽略不计。今天我们就来研究这种能够不计空气阻力情况下，物体的下落运动——自由落体运动。

【新课教学】

(1)什么是自由落体运动：

其实所谓的自由落体运动就是：忽略其他因素，物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。

从定义中大家能不能发现物体做自由落体运动的条件呢？1、只在重力作用下2、从静止开始下落。

说到这有的同学问，我们的生活中物体下落一定会受到空气阻力啊，那怎么不考虑空气阻力了？其实不然，并不是没有空气阻力，而是忽略空气阻力，将这种运动看成是一个理想化模型，就像我们前面学到的质点，它是不存在的，但是为了研究，我们引入这么一个模型。这里所说的其他因素包括空气阻力。所以只要生活中物体下落所受的空气阻力很小，远小于它的重力，那么我们就可以把它看成自由落体运动。一起来判断几个例子，看看能不能将它们看成自由落体运动呢？

1、成熟的苹果从高处下落（是）

2、从房檐上滴下的水（是）

3、跳伞运动员跳伞 (不是)

了解了自由落体的定义，我想让大家思考一个问题：在物体做自由落体的情况下，轻的物体和重的物体下落情况是否相同呢？

预测部分学生认为相同，部分学生认为不同

通过牛顿管演示实验来验证在没有空气情况下，物体的下落情况是一样的。

演示1在牛顿管中放入一些形状和重力均不相同的物体，如羽毛、铁片等：抽去牛顿管中空气，将牛顿管倒立，观察物体下落情况。从该实验中，大家看到了什么现象，能得到什么结论？

预测学生观察的现象和得到的结论：如果没有空气阻力，轻重物体下落情况相同

（2）自由落体运动规律探究：

接下来我们进一步了解自由落体运动，那么它的运动有什么规律呢？通过观察不难发现，自由落体运动是加速直线运动，而且初速度是零。联系这章的知识，大家很容易提出一个猜想，自由落体运动是不是一个匀加速直线运动呢？我们要如何验证物体做得是自由落体运动呢？

相临相等时间内的位移差是一个定值。

大家一起来看课本上的频闪照片……我们一起来分析一下数据，我们发现间隔相同时间，物体的位移差是相同的，这是什么运动的特点啊？匀加速直线运动

所以我们就可以验证出物体所做的是匀加速直线运动。很好，那加速度是多少呢？我们可以运用上节课的纸带法来计算一下加速度a 。大家自己动手算一下，加速度时多少啊？约等于9.82/s m

通过大家的计算，我们可以确定自由落体运动时一种匀加速直线运动。它的加速度大小

为9.82/s m 。当物体自由下落时的加速度，是来自地球和物体之间的万有引力，称为重力

加速度，用符号g 表示，即a=g, g 的取值通常是9.82/s m ，粗略计算时可取102

/s m ，它的方向是？竖直向下。

我们来看以下书本47页的信息窗，看看g 是如何变化的呢？它和纬度间有什么关系吗？

（引导学生发现规律）

我们自己来总结一下g 的变化规律：自由落体加速度随纬度的变化而变化，但变化量很小，纬度越高，重力加速度越大，纬度越低，重力加速度越小。

（3）自由落体运动计算公式

自由落体运动也是匀加速直线运动中的一种，所以应该也适用于前面学过的匀加速直线运动的公式吧。大家先回顾一下，匀加速直线运动末速度如何求解的啊？at v v t +=0

那在自由落体运动中，初速度是零，00=v ，带入，那么末速度应该是gt at v t ==。那位移公式呢？匀加速直线运动的位移公式什么？2021at t v s += 我们一样将00=v 带入，自由落体运动的位移公式变成了22

gt h = 公式掌握了，我们还要学会运用，大家动手试试，做一下这道例题：

例题1 1991年5月15日《北京晚报》，报道了一位青年奋勇接住从15层高窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼的高度是 2.8m,这位青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是

1.3S ，请你估算一下他要接住孩子，至少允许他有多长的反应时间。

小孩下落的高度h=15×2.8m=42m，根据g h t 2=,可以算出下落的时间为2.9s ，则至多允许他的反应时间为2.9s─1.3s=1.6s

1.6秒的反应时间到底是长还是短，我们自己的反应时间是多少，大家想不想知道啊？进入我们今天的活学活用。

【测量反映时间】一个同学捏住尺子顶端，另一个同学伸出两个手指在尺子的零刻度处做好捏住尺子的准备，但手指不能碰到尺子，随机放开尺子，另一个同学立即去捏，看捏到的刻度数是多少。

（1） 根据自由落体运动的知识测出自己的反应时间。

5、作业布置 P51 2、3、4

6、【板书】第三章第三节 自由落体运动

1、定义：物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。物体做自由落体运动时，物体下落快慢和物体质量无关

2、自由落体运动规律：