高中物理第2章第5節(jié) 2.5自由落體運動教案（新人教版必修1）

25自由落體運動一、教材分析自由落體運動是自然界廣泛存在的物體自由下落的一種理想模型，是一種典型的勻變速直線運動，對自由落體運動的深入分析有利于學生更加深刻的理解勻變速直線運動，也為后面的平拋運動的學習打好基礎。這次新教材對這部分的內(nèi)容分為二塊。一塊通過演示、實驗，分析得出自由落體運動的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識。另一塊介紹落體運動的研究歷史，主要是介紹伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學思維方法，使學生對自由落體運動的認識上升到更高的層次。本人根據(jù)以往的教學經(jīng)驗和學生的認識規(guī)律，對這部分教材做了調(diào)整。先介紹伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學思維方法，得出什么叫自由落體，滲透人文教育。接著重點討論自由落體運動的性質(zhì)。最后是對自由落體的規(guī)律運用。本節(jié)課是在知道了什么是自由落體的基礎上通過實驗探究自由落體的運動性質(zhì)。二、教學目標1、知識與技能（1）理解自由落體運動的性質(zhì)和物體做自由落體運動的條件（2）理解自由落體運動的加速度，知道它的大小和方向（3）掌握并能夠運用自由落體運動的規(guī)律2、過程與方法（1）加強感性認識，進一步上升到理性認識（2）類比得出自由落體運動的規(guī)律3、情感、態(tài)度與價值觀（1）實踐出真知，實驗見規(guī)律性（2）去偽存真的科學態(tài)度、方法三、教學重點1自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。2掌握自由落體運動規(guī)律，并能運用其解決實際問題。四、教學難點演示實驗和探究實驗的技巧及自由落體運動規(guī)律的得出五、教學過程設計思想1、先用游戲激發(fā)學生學習興趣，順理成章地研究落體運動；2、通過演示實驗讓學生自己總結出物體下落快慢不同的主要原因是空氣阻力，從而猜想若沒有空氣阻力會怎樣；3、用牛頓管實驗驗證猜想，引入了新的理想運動模型自由落體運動。講述1971年宇航員做的實驗，加深印象；4、了解地球表面物體下落運動近似成自由落體運動的條件；5、著手研究自由落體運動的規(guī)律，利用打點計時器進行研究，得到結論；6、總結自由落體運動特點及重力加速度；7、應用訓練一、引入教師在課前需要設計制作好“測反應時間尺”（在一約50CM長的尺有刻度的一面標上自由下落對應長度所用的時間）游戲師一般情況下，刻度尺是用來測量什么物理量的生測量物體長度的師大家看到我手里的這把尺子了沒有我這把尺子跟普通尺子是不一樣，有特殊的功能，它可以測量出你的反應時間。不信我請幾位同學上來試試。找?guī)酌瑢W上來做這個實驗。可通過比比誰的反應時間短來調(diào)動學生的積極性。師相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應時間呢是根據(jù)什么原理呢我可以告訴大家，尺子測時間的原理就是利用尺子下落過程中的運動特點制成的。而我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運動。師像尺子下落這樣的運動是一種常見的運動。掛在線上的重物，如果把線剪斷，它就在重力的作用下，沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊，在重力的作用下也沿著豎直方向下落。師不同的物體下落快慢是否一樣呢物體下落的快慢由哪些量決定請大家結合日常生活經(jīng)驗回答問題。生不同物體下落快慢應該是不一樣的，下落快慢應該是由質(zhì)量決定，質(zhì)量大的下落快，質(zhì)量小的下落快慢。師這位同學回答得對不對呢大家看我來做幾個實驗。演示實驗1、將一張紙和一張金屬片在同一高度同時釋放，結果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見，繼續(xù)做實驗。分別將實驗內(nèi)容和實驗結果板書在黑板上。2、將剛才的紙片緊緊捏成一團，再次與硬幣同時釋放，結果兩者幾乎同時落地。3、將兩個完全一樣的紙片，一個捏成團，一個平展，則紙團下落快。師物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎生不是的師為什么這樣說生第2個實驗和第三實驗都說明了這個問題，特別是第3個問題，質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。師那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢生我想應該是空氣阻力。猜想師如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力，那么在沒有空氣阻力，物體的下落快慢應該是一樣的，這種猜想是不是正確呢我們來做一個實驗驗證一下。驗證牛頓管實驗師剛才的實驗現(xiàn)象驗證了我們的猜想，在沒有空氣阻力即物體只受重力的情況下，所有物體由靜止下落的快慢是一樣的。師1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時釋放，它們同時落在月球表面，這是通過電視轉(zhuǎn)播過的。二、自由落體運動師物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落，它的受力情況有什么特點生沒有空氣阻力，則物體只受重力。師很好物理學中把這種只受重力作用，由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。自由落體運動在只受重力的情況下，由靜止開始下落的運動。師我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降穆潴w運動是自由落體運動嗎比如開始測反應時間的尺子的下落運動是自由落體運動嗎生肯定不是，因為在地球表面大氣層內(nèi)，沒有空氣的情況是不存在的。師說得很好在我們的日常生活環(huán)境下，自由落體運動是不存在的，只是一種理想運動模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運動近似看作自由落體運動。什么樣才叫做阻力影響不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。近似條件一般情況下，密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。三、自由落體運動的運動規(guī)律師做自由落體運動的物體的運動規(guī)律是什么呢速度隨時間是如何變化的位移隨時間又是如何變化的，我們該如何來研究它的運動規(guī)律呢生利用打點計時器。先選擇一個物體，這個物體必須密度大，實心，體積不要太大，這樣的話就可以把這個物體由靜止開始下落的運動近似看成自由落體運動。接著用打點計時器來研究物體的運動規(guī)律。師請同學們自己設計并進行實驗，將紙帶的處理結果告訴我。學生設計、操作并處理實驗結果總結分析運動規(guī)律師實驗結論是什么生自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。師如何得出這個結論生根據(jù)實驗得到的紙帶，我猜想它是勻加速運動。于是我用勻變速直線運動的運動規(guī)律2ATS來驗證紙帶，結果證明自由落體運動是勻變速直線運動。師回答得非常正確自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，這個結論我們要牢記。師那再計算一下自由落體的加速度大小是多少方向如何生我所算得的結果在94左右，方向是豎直向下，因為物體是豎直向下勻加速的，所以加速度方向應該與速度方向相同，豎直向下。師其他同學的結果呢生我的也差不多。關鍵點提問師大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實驗，為什么求出來的加速度結果差不多呢生雖然重錘質(zhì)量不同，但由于空氣阻力影響較小，均可以近似成自由落體運動，而我們已經(jīng)知道所有物體做自由落體運動的運動情況是完全一樣的。所以測出來的結果差不多是符合事實的。六、課堂小結通過學