自由落體運動優(yōu)秀教案

1、. 2.5 自由落體運動 教案焦順生教材分析本節(jié)課選用人教版高中物理新課標必修一第二章第五節(jié)的內容，在此之前，教科書已安排了勻變速直線運動的內容以及勻變速直線運動的研究方法，有關打點計時器的使用方法和紙帶的處理方法，因此自由落體運動可以作為勻變速直線運動的一個具體實例來進行講解。因此，本節(jié)課既是對前面所學習到的知識的回顧與應用，同時也為日后學習平拋運動等復雜運動奠定基礎。本節(jié)課的內容主要是組織同學們進行探究活動，培養(yǎng)同學們解決實際問題、探究規(guī)律的能力，同時對學生進行科學方法和科學思想的教育。本節(jié)課中還包含了大量的實驗，通過實驗起到培養(yǎng)學生學會研究物理問題方法的作用。學情分析 在學習本節(jié)內容前，

2、學生已經學習了勻變速直線運動的相關知識，打點計時器的使用方法以及只帶的處理方法，而自由落體運動作為勻變速直線運動的一個特殊的實力，其基本的研究方法與研究勻變速直線運動的方法是一致的，因此學生在知識上已經具備了接受自由落體運動知識的條件，在此時引入該內容是恰到好處的。但本節(jié)課面向的主要的是高一學生，這部分學生已經具備了一定的實際生活經驗，通常學生會認為物體越重下落的越快，這種錯誤的“前概念”直接影響了對本節(jié)內容的學習，同時學生的抽象思維比較弱，因此教師需要創(chuàng)設物理情境，通過演示正確合理的實驗來創(chuàng)建一定的具體形象模型，從而幫助學生構建正確的自由落體運動的概念，摒棄前概念的干擾。教學目標1、知識與能

3、力（1）理解自由落體運動和自由落體運動性質；（2）理解重力加速度和重力加速度大小、方向；（3）掌握自由落體運動的規(guī)律；（4）培養(yǎng)學生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。2、過程與方法通過牛頓管演示實驗讓學生觀察輕重不同物體在真空中的下落過程，總結出自由落體運動的定義，實際測量重物自由下落的加速度等探究活動，讓學生體會科學推理和科學實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。3、情感態(tài)度和世界觀感受前人（亞里士多德）崇尚科學、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學生嚴謹務實的科學態(tài)度。促進學生形成科學思想和正確的世界觀。教學重點（1）物體做自由落體運動的加速度g，（2）自由落體運動的規(guī)律。教學難點（1）實驗過程中科學

4、猜想、數學推導、合理外推得出自由落體運動性質（2）自由落體運動的規(guī)律應用。教法與學法本節(jié)課的教法主要采用講授法、實驗探究法，通過教師形象生動、富于引導式的講解以及各種實驗的配合，啟發(fā)學生思維，使學生從感性認識上升到理性認識。同時在講授知識的同時滲透探究的思想，在探究過程中講授必要的物理知識。而對于學生，采用“提出問題-猜想-實驗探究-分析論證-得出結論”的學法，利用實驗探究啟發(fā)學生學習興趣，同時設計一系列的對比實驗，使學生在認知上產生矛盾沖突，在解決與前概念的沖突中，一步一步的構建正確的知識體系，并且引導學生體會研究物理問題的一般方法。教學器材牛頓管、抽氣機、紙片、鐵架臺、打點計時器（帶復寫紙

5、片）、紙帶、砝碼、海綿墊、接線板、刻度尺、多媒體。 教學過程（一）、導入新課教師：我們學習了勻變速直線運動的規(guī)律，其規(guī)律可由三個重要公式體現出來。先讓學生寫然后由多媒體演示：+ 今天我和大家一起來研究一個勻變速直線運動的實例自由落體運動。（二）、新課教學1什么是自由落體運動?（演示實驗：讓一張紙片與小鋼球同時自由下落，可看到什么現象?）學生：鋼球落得快。教師：對，這就是我們的生活經驗，似乎很容易得出“重的物體比輕的物體下落得快”的結論，這也是公元前古希臘哲學家亞里士多德的觀點。這個觀點使人們在錯誤的結論下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略為證明亞里士多德觀點的錯誤，做了大量的實驗。他拿了一個

6、質量是另一個質量10倍的鐵球站在比薩斜塔上，使兩球由靜止同時下落，據亞里士多德的觀點，重球應該先落地，但實際上兩球同時落地。教師：請再看演示實驗，把剛才的紙揉成團，和小鋼球由靜止落下，同學們再觀察。學生：幾乎同時落地。教師：同一張紙，為什么形狀不一樣，其下落時間就不一樣呢?學生：這是因為空氣阻力的影響，把紙揉成團，所受的空氣阻力要比紙片所受的空氣阻力小得多，所以與小鋼球幾乎同時落地。教師：如果把質量、形狀不同的物體放在真空中，從同一高度自由下落，現象如何呢?讓我們做一個實驗。（演示實驗：我這里有一個長約1米，一端封閉、另一端有開關的玻璃管（牛頓管），把形狀和質量不同的小金屬片、小羽毛等，放在玻

7、璃管里。）（1）打開開關，管里有空氣，把玻璃管倒立過來，現象如何?學生：這些物體下落的快慢不同。（2）把管里的空氣幾乎全部抽出（先讓學生用抽氣機把管里的空氣幾乎全部抽出），會如何?學生：下落的快慢相同。教師：可見導致物體下落有快有慢的原因是空氣有阻力。指出在真空條件下，小物體的運動就是自由落體運動，請同學們據剛才的過程、結論，給“自由落體”下一個定義。學生：真空中，只受重力，物體從靜止豎直下落。結論：物體只有在重力下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。這種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，如果空氣的阻力作用比較小，可以忽略，物體的下落也可以看做是自由落體運動。教師：像牛頓管

8、中的金屬片、小羽毛從靜止開始下落的運動是自由落體運動。在空氣中，比如小鋼球、小粉筆頭、小紙團等，它們所受空氣阻力相對于它們的重力可忽略，所以他們從靜止開始下落運動也是自由落體運動。教師：空氣中的紙片從靜止下落的運動是自由落體運動嗎?（演示）學生：不是，因為紙片所受的空氣阻力相對于它的重力不可忽略。結論：在同一地點，所有物體的自由落體運動是相同的，像剛才牛頓管里的金屬片、小羽毛的運動是相同的；空氣中小鋼球、紙團的自由落體運動也是相同的。2自由落體運動的性質從上面的實驗及分析可知：自由落體運動是V0=0的加速運動，是什么樣的加速運動呢?通過實驗來研究。（學生分組實驗：重物自由下落，用打點計時器打一

9、紙帶。）教師：通過分析紙帶能否確定自由落體運動是否為勻加速直線運動?學生：能。由s=at2判斷。教師：請分組完成測量工作，然后據測量結果，告訴我你們的結論。（多媒體投影）s1=?s2=?s3=?s4=?s2-s1=?s-s=?s-s=?誤差允許的范圍內s2-s1= s-s= s-s=s=?學生：自由落體運動是勻加速直線運動。教師：能不能求出其加速度呢?學生：能，由s=at2，得a=?（分組完成，分別說出結果。）教師：這個實驗便于操作，卻很粗糙，人們發(fā)明了許多先進的實驗手段來研究自由落體運動，這里，我給大家介紹一種較先進的方法頻閃照相法。（看多媒體投影：這是自由落體運動（小球）的頻閃照相的照片，

10、照片上相鄰的像是相隔同樣的時間拍攝的，類似紙帶的分析我們可以較準確地求出小球的加速度。）總結：通過以上分析，我們不難得出自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，而且在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。教師：請同學們閱讀教材第44頁表格內容，得到什么知識?學生：地球上不同的緯度，g值隨緯度的增加而增加，通常g值取98m/s2，有時粗略計算也取10m/s2，g的方向豎直向下。3自由落體運動的規(guī)律教師：既然自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動，請同學們推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。學生：推出v=g

11、th=（1/2）gt2v2=2gh4.自由落體規(guī)律的應用例題：從離地面500m的空中自由落下一個小球，取g=10，求小球：（1） 落到地面經過的時間。（2） 落地時的速度。（3） 自開始下落計時，在第1s內的位移，最后1s內的位移。解：（1）由h=（1/2）gt2，得落體時間：t=10s(2)由v=gt=1010m/s=100m/s(3)第1s內的位移：h1=（1/2）gt12=（1/2）1012=5m因為從開始運動起前9s內的位移為h9=（1/2）gt92=（1/2）1092=405m所以最后1s內的位移為h = h - h9 =500m-405m=95m課后作業(yè) 預習下一節(jié)學習伽利略對自由

12、落體運動的研究歷程，體會學習前人的探索精神和科學的探究思想，作業(yè)完成課后45頁問題與練習3、4。板書設計（一）、物體下落過程的運動情況與物體質量大小無關（二）、物體在只受重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。（三）、自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。自由落體加速度 g=9.8，（四）、自由落體運動的規(guī)律及其應用：Vt =gt h=（1/2）gt2 Vt2=2gh教學反思在教學中教師應充分運用教材中的材料、生活中的物理現象、設計有趣、生動的實驗等途徑，創(chuàng)設良好的情境，激發(fā)學生的問題意識，使學生想問。在自由落體運動的教學中，課堂中演示了生活中常見的下落的運動，看到重的物體下落快。一些同學可能會發(fā)出挑戰(zhàn)，認為并不一定是重的物體下落快，他們可以自己來設計一些實驗來推翻這一觀點。讓學生自己設計實驗，可以充分調動學生的積極性，喚起學生求知欲望，使之樂于學，勤于問?，F在的教材也安排了很多探究性的問題，比如自由落體運動的規(guī)律，讓學生先有思考，會是怎樣的運動，學生可能會認為是勻速運動，也可能會認為勻加速運動或者是變加速運動。然后讓事實說話，設計探究性的實驗，通過實驗自己去發(fā)現這一規(guī)律勻加速直線運動。