自由落體運動(教學(xué)設(shè)計)

1、2.5自由落體運動（教案）潘興果一、三維目標知識與技能（1）了解什么是自由落體運動；（2）自由落體產(chǎn)生的條件；（3）認識自由落體運動的特點；（4）掌握自由落體運動的規(guī)律；速度隨時間的變化規(guī)律，位移隨時間變化的規(guī) 律（定量）。過程與方法通過觀察演示實驗概括出自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習，培養(yǎng)分析、推 理能力。情感態(tài)度價值觀運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型一一自由 落體，研究物體下落在理想條件下的運動。二、教學(xué)重、難點重點1 .自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程.2 .掌握自由落體運動的規(guī)律，

2、并能運用其解決實際問題 .難點1 .理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題 .三、教具準備牛頓管、硬幣、小紙片、打點計時器、刻度尺、鐵架臺、紙帶、重物（兩個 質(zhì)量不同）等.四、課時安排2課時五、教學(xué)過程 【復(fù)習提問】（vt = v0 +at1 2s = v0t + -at22.推論；=第+ 2潞、巴三1"管o = O 上2si ： s2 ： s3=1 ：4： 9 si : sll : sHI =1：3：5新課導(dǎo)入師：兩個輕重不同的小球同時落地的聲音，是那樣地清脆美妙！它使人們清 醒地認識到，輕重不是下落快慢的原因；它動搖了 2 000多年來統(tǒng)治著人們頭腦 的舊觀念，開創(chuàng)了實驗

3、和科學(xué)推理之先河， 將近代物理學(xué)以至近代科學(xué)推上了歷 史的舞臺.當樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來的時候，你們想過這種 運動嗎？物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起探究這種 運動一一“探究自由落體運動”.新課教學(xué)【板書】一、自由落體運動在現(xiàn)實生活中，不同物體的落體運動，下落快慢在不少情況下是不同的.從蘋果樹上落下的蘋果和飄下的樹葉能一起同時下落嗎？提出問題：1 .重的物體一定下落得快嗎？2 .你能否證明自己的觀點？【實驗探究】猜想：物體下落過程的運動情況與哪些因素有關(guān)，質(zhì)量大的物體下落的速度比質(zhì)量小的快嗎？演示1：鐵片和等面積的紙片下落會觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：鐵片下落得快

4、。結(jié)論：重的物體下落得快。過渡引言重的物體下落得快是我們的一種生活經(jīng)驗，然而實際的真是這樣嗎？演示2:取兩張相同的紙，一張剪去一部分，然后揉成團，再讓它和另一 張同時下落，可觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：紙團下落得快。結(jié)論：輕的物體下落快。引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么會有兩種不同的觀點呢？演示3;取兩張完全相同的紙，把其中一張揉成團，再讓它們同時下落， 可觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象:紙團先落地結(jié)論:面積小的下落得快提問：等重的物體為什么下落快慢不同呢？分析上述實驗：物體下落的快慢與重力大小無關(guān)，是由于空氣阻力的影響。演示 4 ；牛頓管實驗1 、抽出空氣：把管迅速由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置?，F(xiàn)象：不同物體下落快慢一樣。2

5、、放空氣進入管中：再重復(fù)實驗現(xiàn)象：不同物體下落的快慢不同。分析：牛頓管內(nèi)的空氣被抽出后，不同物體在下落時幾乎不受空氣阻力，因而下落的快慢幾乎相同。結(jié)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 . 實際生活中，沒有空氣阻力的情況是不存在的，在G f 空氣的情況下，就可以忽略空氣阻力的影響。師：閱讀課本并回答： （ 1）什么叫自由落體運動？（ 2）自由落體運動的特點是怎樣的？1、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， 叫自由落體運動。師：在地球表面附近從高處下落的物體，事實上都受到空氣阻力的作用，因此，嚴格地

6、說，實際生活中并不存在只受重力作用的自由落體運動 .但若物體在下落過程中所受空氣阻力遠小于重力，則物體的下落也可看作自由落體運動 .例如，對于實心金屬球、石塊等，在它們運動速度不大的情況下，可以忽略空氣阻力的影響， 把它們的自由下落看成自由落體運動， 若它們從非常高的地方自由下落，當它們的速度增大到一定程度，空氣阻力不能忽略，它們運動的全過程就不能看成自由落體運動 .而對于另外一些物體如一團棉花或紙片從空中靜止下落時，與重力相比，空氣阻力的影響太大不能忽略，它們的運動就不能看作自由落體運動處理.（ 2）特點受力特點：只受重力作用一一沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計。運動特點：自由落體運動是初

7、速度為零的（）直線運動?！緦嶒炋骄俊堪凑战滩牡?5 頁的圖 2.4 1 裝置做實驗，將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落，利用打點計時器記錄重物的下落過程.說明：落體運動物體的位置往往變化得比較快，憑目測難以觀察和記錄，用打點計時器或頻閃照相就可以記錄下運動物體每隔相等時間所在的位置 （運動信息） ，這樣得到的紙帶（或照片）可以用來對運動過程進行分析.教材中用打點計時器較好地將重物下落過程記錄下來， 這樣做既簡便易行， 又拓寬了對基本儀器的應(yīng)用，但實驗的準確度較難把握 .因此在實驗中要注意：按教材圖示和實驗要求連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端；打點計時器的安裝要使兩限位孔在同一豎直線

8、上，以減少摩擦阻力；應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物， 增大重力可使阻力的影響相對減小， 增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小；先接通電路再放開紙帶；手捏紙帶松手之前，不要晃動，保證打出的第一個點清晰.重復(fù)上述步驟多次，直到選取只有打出的第一點與第二點之間間隔約為2mm 的紙帶才是有效的； （學(xué)生的疑問暫且不要解釋）教師一定要提醒學(xué)生思考討論， 影響實驗準確度的因素有哪些？并給予具體引導(dǎo)，注意培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度；要求學(xué)生保存好記錄了自由落體運動信息的紙帶， 為下節(jié)課研究運動規(guī)律作準備 .師：完成實驗后，分析紙帶上記錄的運動信息，請思考下列問題：（ 1）自由落體運動的軌跡是怎樣的？（ 2）重物做

9、自由落體運動的過程中，其速度有沒有發(fā)生變化？（ 3）有的同學(xué)從實驗結(jié)果中得出x8t2,有的同學(xué)得出xt,你的結(jié)論又如 何呢？（ 4）相鄰、相等時間間隔的位移之差有怎樣的關(guān)系？（ 5）影響實驗精確程度的因素有哪些？參考：分析紙帶可獲取信息：（ 1）自由落體運動的軌跡是一條直線，速度方向不變；（ 2）連續(xù)相同時間內(nèi)的位移越來越大，說明速度越來越大，即速度大小改變，具有加速度；（ 3）位移x 與時間 t 的平方成正比；（ 4）相鄰、相等時間間隔的位移之差相等；（ 5）影響實驗精確度的因素主要是阻力.用打點計時器研究自由落體運動， 計算其加速度， 換用不同質(zhì)量的重物看紙帶上點子間隔有什么不同，總結(jié)得出

10、結(jié)論.教師點評： 將兩條紙帶對比， 只要兩條紙帶上的點子間隔相同就說明它們的加速度是相同的 .學(xué)生運用自己所學(xué)知識計算重力加速度，通過比較得出結(jié)論.實驗探究結(jié)果：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，加速度大約是 9.8 m/s2.2、自由落體加速度(又叫重力加速度)“g”(1)定義：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。(2)方向：豎直向下(與重力方向一致)2g 9.8m/s2(3)大?。阂话阌嬎闳。篻 10m/s讓學(xué)生看教材第45頁列表，嘗試從表中尋找規(guī)律，這一規(guī)律是怎樣產(chǎn)生的？學(xué)生猜想，但不宜過多解釋.生:越往北重力加速度越大，說明重力加速度與地理

11、緯度有關(guān)，緯度越高， 重力加速度越大.(從赤道到兩極：g增大；在同一位置上，高度越高，重力加速度越小)師：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，只要這些公式中的初速度v0=0, a取g就可以了.自由落體運動遵從的規(guī)律：v=v0+at推出：v=gt11x=v0t+ 2 at2 推出：x= 2 gt2.3、自由落體運動的規(guī)律(1)速度公式:v t gt(00,a g ) v t2位移公式:h 2 gt2t2 2gh00的推論都適用(2)推論 工2 x xm xn (m n)aT2(3)v-t 圖2例：從離地面500m的空中自由落下一個小

12、球，取g 10m/s ,求：(1)經(jīng)過多長時間落到地面，落地時的速度為多少？(2)自開始下落計時，在第1s內(nèi)的位移，最后1s的位移。(3)下落時間為總時間的一半時的位移和速度。小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)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(xué)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(nèi)容的有益補充.要突破此重點內(nèi)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.在使用時要注意自由落體運動的特點，判斷是自由落體 運動之后方可代入計算.布置作業(yè)教材第46頁“問題與練習” .(2) (4)板書設(shè)計黑體字均為板書課外訓(xùn)練1 .甲、