自由落体运动(新教案)_自由落体运动教案

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自由落体运动（教案）

设计思想：

1先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；

2通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；

3用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；

4了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；

5着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论； 6总结自由落体运动特点及重力加速度； 7应用训练 教学过程

游戏引入 ：

教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）师：这是一把尺子，可以用它测量出你的反应时间。（说明游戏规则）

师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。

师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些因素决定？请大家结合日常生活经验回答。生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落慢。（可能的回答）师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。

一、演示实验

1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。

2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果：两者几乎同时落地。

3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，结果纸团下落快。师：物体下落快慢是由质量决定吗？ 生：（自相矛盾了）不是的！

师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？ 生：我想应该是空气阻力。猜想

师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。实验验证

牛顿管实验：（操作略）师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。

二、自由落体运动

师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？ 生：没有空气阻力，则物体只受重力。

师：很好！物理学中把这种只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。

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：

（1）只受重力作用。（不受其他任何力作用，包括空气阻力）（2）从静止开始下落

师：日常生活中见到的落体运动如测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？

生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。

师：在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动（阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略）

近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。

三、自由落体运动的运动性质 自由落体运动是怎样的直线运动？（是不是匀变速直线运动？怎么操作？怎么研究？）生：利用打点计时器。让重锤带着纸带自由下落，利用纸带上打的点，就可以研究重锤所作的自由落体运动。

学生分组实验

实验器材：电火花计时器、纸带、重锤、铁架台

实验过程：将电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，先用手提着纸带，使重锤静止在靠近计时器处，然后接通电源，松开纸带，让重锤自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。改变重锤的质量，再做一次。数据处理：运用该纸带分析重锤的运动。（学生设计、操作并处理实验结果）

由学生选择几种可行的方法，以组为单位用不同的方法处理数据。第一组：利用xaT2 第二组：利用v-t图象判断

结论：（运动性质）自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。师：自由落体加速度方向如何？你计算的大小是多少？

生：我所算得的结果在9.4 m/s2左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。

关键点提问

师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？ 生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多。

四、自由落体加速度

1、定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，用g表示。

2、方向：总是竖直向下。

3大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的：参见课本第44页表格所列各值。（1）、纬度越高，g越来越大；（2）、同一纬度，高度越大，g越小。

一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。

五、自由落体运动的规律

自由落体运动是初速度为0的匀变速直线运动，运动的加速度a等于重力加速度g v=gt

x还有其它初速度为零的匀变速直线运动的规律，在这里都适用。回答测反应时间的原理，计算你的反应时间。

课外练习

1、下列说法正确的是（BD）

A 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动

B 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 C 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。

D 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。

2、关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是(B)A．重的物体的g值大

B．同一地点,轻重物体的g值一样大 C．g值在地球上任何地方都一样大 D．g值在赤道处大于在北极处

3、甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，由下列说法正确的是（C）

A．甲比乙先着地 B．甲比乙的加速度大 C．甲、乙同时着地 D．无法确定谁先着地

4、某物体从某一较高处自由下落，第1s内的位移是_______m，第2s末的速度是______m/s，前3s 内的平均速度是_________m/s（g取10m/s2）。5,20,15 作业

课本第45页，第2题、第4题 人的反应时间等于直尺下落的时间（学生分析与计算）12gtv22gx 2