自由落体运动 教案 教学设计 霍邱何伟 (定稿)由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“自由落体运动教学设计”。
§2.4 自由落体运动
三维目标：
知识与技能：
1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2．能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析
3．知道自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同
4．掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能运用自由落体规律解决实际问题
5．初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力 过程与方法：
由学生自主进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器——打点计时器，记录下运动的信息，定量的测定重物自由落体的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法
1．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力
2．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象合理假设与猜想的探究方法。3．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随时间纬度变化的规律 4．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会，根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流 情感态度与价值观：
1．调动学生积极参与的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力
2．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体
教学重点：
自由落体运动的性质和规律。
教学难点：
设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动。
教学方法：
实验探究法、比较、分析、归纳
课前准备：
1、演示实验：硬币、纸片、牛顿管、抽气机、多媒体设备；
2、分组实验：打点计时器、纸带、交流电源、刻度尺。
教学过程：
[新课导入] 当树叶飘落下来，雨滴从屋檐落下来的时候，你想过这种运动吗？物体下落的过程有没有什么规律可循？今天我们将研究这种运动
——自由落体运动 [新课教学]
一．自由落体运动
在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢在不少情况下是不同的。从苹果树落下地苹果和飘下的树叶能一起下落吗？
提出问题
1．重的物体一定下落的快吗？ 2．你能否证明自己的观点
猜想：物体下落的过程的运动情况与哪些因素有关，质量是影响物体下落快慢的因素吗？
（实验）
（1）两张完全相同的纸片，将其中一张揉成纸团后从同一高度同时释放，观察到纸团比纸片下落的快，说明质量相同的两个物体也可以不同时下落
（2）将两个大小不同的粉笔头从同一高度同时释放，能观察到它们同时落地，说明质量不同的两个物体也可以下落的一样快
以上实验说明：质量不是影响物体下落快慢的原因。实验演示：
“牛顿管”的实验
将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到现象是金属片下落的快，羽毛下落的慢，将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同。
结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下，轻重不同的物体下落快慢相同。
物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。特点：①初速度为0,。②只受重力的作用，没有空气阻力。
在地球表面附近从高出下落的物体，事实上都受空气阻力作用，因此，严格的说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动。例，对于实心金属球、石块等，在它们运动速度不大的情况下，可以忽略空气阻力的影响，把它们的自由下落看成自由落体运动，若它们它们从非常高的地方自由下落，当它们的速度增大到一定程度，空气阻力不能忽略，它们运动的全过程就不能看成自由落体运动，而对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止下落时，与重力相比空气阻力的影响太大不能忽略，它们的运动就不能看作自由落体运动。
按照教材中的装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程。
落体运动物体的位置往往比变化的比较快，凭目测难以观察和记录，用打点即使期或频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置，这样得到的纸带（或照片）可以用来对运动过程进行分析。
实验中注意：
（1）打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力（2）应选用质量和密度较大的重物，增大重力可以使阻力的影响相对较小，（3）重复多次，直到选取只有打出的第一点与第二点之间间隔约为2mm的纸带才是有效的（4）先通电源，再放纸带。
分析纸带可获得的信息：
（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变
（2）连续相同的时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，说明速度大小改变，存在加速度。
（3）位移S与时间t，的平方成正比
（4）相邻、相等时间间隔的位移之差相等（5）影响实验精确度的因素主要是阻力
用打点计时器，研究自由落体运动，计算器加速度，换不同质量的重物看纸带的点之间的间隔有什么不同。
得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小约为9.8m/s2。二．自由落体加速度
提问：（1）自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？（2）它的方向如何？
这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，符号：g；方向数值向下（与重力方向一致）；大小：与地点有关。一般计算中g=9.8m/s2，粗略计算中可以取g=10m/s2
看教材第44页列表，试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的越往北重力加速度越大，说明重力加速度与地理纬度有关，纬度越高，重力加速度越大。
自由落体运动实初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中得初速度v0=0，a取g就可以了，自由落体运动的规律：v=gt
1S= gt2
2练习：
一位同学进行“打点计时器测量自由落体加速度”实验
（1）先有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的是：__________________________________;缺少的器材是_____________________________。
(2)这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带，把开始打的第一点标为A，随后连续的几个点依次标为点B、C、D、E和F，测量出个电键的距离，如图所示
请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式： ________________________________________________________________________。（3）根据你的计算公式，涉及表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度。（结果保留两位有效数字）
（4）估算你的计算结果的误差有多大？试分析误差的来源及减小误差的方法。
课堂练习：
1．关于自由落体运动，下列说法中正确的是（）A．在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动 B．物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度也大 D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2．物体做自由落体运动，不计空气阻力，刚开始下落时，物体的速度大小为____________，加速度大小为___________，下落的第2s末，物体的速度大小为_________，加速度大小为_________，物体在第2s内的位移大小为___________。
3．物体由屋顶自由下落，经过最后2m的时间是0.2s，试求屋顶的高度
4．房檐滴水，每隔相等的时间积成一滴水，当第一滴水落地时，第五滴水刚好形成欲下落，观察到第4、5两滴水距离约为1m，则房屋高为（）
A．16m B．7m C．5m D．4m 5．A球由高楼顶自由下落，当它下落的高度为5m时，另一B球在离楼顶15m处自由下落，两球同时落地，求（1）B球落到地面的时间；（2）B球开始下落时A球的速度（3）楼顶距地面的高度
6．竖直悬挂一根长15m的杆，在杆的正下方距杆下端5m处有一观察点A，当杆自由下落时，试求杆全部通过A点所需的时间（g=10m/s2）
课堂小结：
这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解。自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g，自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例，v0=0，a=g。
自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有很多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有普遍的意义。
为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还将用到。
课外作业：
问题与练习1,2,3,4 教学反思：（略）
