《自由落体运动》教学设计

《自由落体运动》教学设计

【学生知识回顾及预习】

1.回顾匀变速直线运动的定义及性质。

2.了解怎样验证匀变速直线运动规律及方法。

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解自由落体运动的条件。

2.探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念。

3.掌握重力加速度的概念，知道它的大小和方向，了解不同地方加速度不同。

4.掌握自由落体运动的规律，并能够运用自由落体运动的规律进行计算，解决某些实际生活中的问题。

二、过程与方法

1.通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点。培养学生观察，分析能力。

2.理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

三、情感态度与价值观

1.培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

2.培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

【教学重点】

【教学难点】

自由落体的加速度。

【教学器材】

牛顿管、抽气泵、电火花计时器、带铁夹的铁架台、纸带、重锤、刻度尺、投影仪、多媒体课件、金属片、纸片等

【教学方法】

启发、实验演示、讲授、讨论

【教学过程】

一、引入

演示1：一手掷金属片，另一手掷一张与金属片大小相同的纸片，从同一高度有静止释放，观察是否同时落地？

提问：物体下落的快慢与质量有关？

演示2：两张相同纸片，一张揉成团，再从同一高度由静止释放，是否同时落地？

提问：物体下落的快慢与形状有关？

演示3：牛顿管实验。

在充有空气的牛顿管中，让铁片和羽毛同时下落，可以看到铁片下落的快，再把管中的空气抽去，让铁片和羽毛同时下落，可以看到铁片和羽毛下落的一样快。

提问：这些现象说明什么？

结论：在没有空气阻力的情况，轻、重物体下落得一样快。

新课教学

（一）自由落体运动的定义

1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动

2.条件：“只受重力”和“静止开始”

3.注意：自由落体运动是一种理想化的运动模型。因为我们不是生活在真空中，所以空气阻力必然存在。

生活中空气阻力比重力小得多，物体的下落可看做自由落体运动。

（二）自由落体运动的特点

生活中有很多现象可以看做自由落体运动，大家能不能根据自己的生活经验，猜想一下自由落体运动的性质呢？

学生回答：加速直线运动。

那我们就不由得会猜想，自由落体运动会不会是匀加速直线运动呢？请同学阅读课文，并设计实验方案。

学生讨论并提出各自的方案。

选择方案：用打点计时器。

把纸带一端固定在重锤上，让重锤做自由落体运动，那么纸带也随重锤做自由落体运动，通过打点计时器就可以记录下纸带在连续相等时间内的位移。

注意：1.实验前，设计好实验记录表格。

2.用手提着纸带，使重物静止靠近计时器下方。

3.先接通电源在释放纸带。

通过纸带数据的处理，分析自由落体运动是否为匀加速直线运动？如果是，能否求其加速度？

结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

公式：

注意：T=0.02s

通过在表格直接输出几组数据的a值并进行分析。

投影：自由落体运动小球的频闪照相的相片，并介绍频闪照相的方法。同时告诉学生照片上的相是间隔相同时间拍摄到的，是否类比纸带的方法较精确的研究自由落体运动的加速度？

提问：什么是重力加速度？数值是多少？

请学生阅读课本，并分析实验数据总结：

（三）自由落体加速度

1.定义

在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度

2.取值

在一般的计算中，重力加速度取g = 9.8 m/s2

粗略计算中，重力加速度还可取g = 10 m/s2

3.决定因素

纬度：纬度越高，重力加速度越大（投影不同纬度的重力加速度，讨论规律）

高度：高度越高，重力加速度越小

4.方向：始终竖直向下

（四）自由落体运动的规律

学生回忆匀变速直线运动的规律公式

v=v0+at

x=v0t+at2/2

v2- v02=2ax

讨论推导自由落体运动的规律公式

v=gt

h=gt2/2

v2=2gh

【小结】

1.自由落体运动的定义

2.自由落体运动的性质

3.自由落体运动加速度

4.自由落体运动的规律

【课后练习】

1、在忽略空气阻力情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动，下列说法正确的是（）

A.重的石块落得快，先着地

B.轻的石块落得快，先着地

C.在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度，相同的位移和相同的加速度

D.两块石块在下落段时间内的平均速度相等。

答案：CD因为忽略空气阻力，所以两石块的运动是自由落体运动，又因为同时从同一高度下落，所以运动情况完全一样，则CD正确

2、一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。

答案：选择过程时尽量选择包含0速度点在内的过程，这样用公式时会方便很多，根据题意，设前一半位移用时t，整个过程用时t+1，两段时间位移之比为1：2。，则总时间为

3、一只小球自屋檐自由下落，在0.25s时间内通过高度为2m的窗口，求窗口的顶端距屋檐多高？

答案：2.28m根据，说明时刻距下落时刻为，则窗口顶端到屋檐的时间间隔为0.8-0.125=0.675s。则高度为

【课下作业】

1、两人一组完成课本中的“做一做”看看你反应的快慢。2.完成课后作业。

【设 计 思 路】

落体运动是生活中普遍存在的运动现象，教材依据学生的认知规律和物理学发展史实，从这一特殊运动出发，提出思考和猜想，并通过对自由落体运动轨迹的纪录和分析，初步得出自由落体运动的运动特征。本节课在教学设计时突出以下几个特点：

1. 重视实验：整节课由演示实验组成，通过实验设疑、解疑、探求规律，又通过实验巩固所学的知识，充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

2. 充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拔，创设问题情境，引导学生积极参与，激发学习兴趣，活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，使学生始终保持积极探索的学习心态。

3. 在学生初步掌握运动规律后，用简单的回扣游戏使学生加深印象和理解，使学生得到巩固和提高。

【具 体 分 析】

1. 在正式引入自由落体的时候，教师做演示实验，引导学生主动思考“是重的物体下落快，还是轻的物体下落快。”此时很多学生观察后可能会得出错误的结论，这时不要急于纠正学生的错误。再做同样大小的纸团，一次是其中一个纸团窝成球状，同时从同一高度下落；然后都窝成球状，重复实验步骤。引导学生主动思考物体下落快慢与物体形状的关系。在引入新课的过程中充分的发挥了学生的主体作用，注重去遵循学生学习的主动性，培养学生独立思考的好习惯，此过程培养了学生的科学思维能力，在学科素养的理念之下，教师不再将自己置于教学过程中的主导地位，而是充分的尊重学生的学习主体性，形成了一种良好的学习氛围。

2.当学生已经对于自由落体运动有了一定的感性认识的时候，为了帮助学生理解自由落体的本质时，引导学生探究“自由落体运动是不是匀变速直线运动”，并由学生组成小组的形式讨论，并提出合理的实验方案，然后老师带着学生去做实验探究。此教学片段重在培养学生科学探究能力。学科素养的核心内容就是帮助学生将抽象的物理知识形象化，这就意味着教师有义务带领学生去解决问题，使学生亲身体验物理的学习活动。