《自由落体运动》教学设计Word下载.docx
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3:
5?
（3）sn-sn-1=δS=at2——匀速直线运动的判断方法之一
（二）、引入新课
今天，我们将利用这些知识来研究一项非常常见的运动
（板书）1、物体的下落运动
例如：
粉笔头掉下来，苹果掉到树上，等等
问：
从运动轨迹看，落体运动有什么特点呢？
学生：
它们都落在一条直线上。
（板书）
（1）沿直线下落的运动
当不同的物体坠落时，重的物体坠落得快还是轻的物体坠落得快？
生甲：
重的下落快。
盛乙：
光落得很快。
（教师通过实验设疑）
[演示1]：
现在我拿一枚硬币和一张硬币大小的纸，让它们同时从同一高度落下。
我观察到了什么现象？
生：
硬币先于纸片落地。
老师：
既然硬币比纸重，我们能从中得出结论吗
（板书）物体越重，下落越快？
未经加工的盔甲：
重物下落迅速。
生乙：
不一定。
[Demo2]取一张纸板和一张与纸板大小相同的纸，将纸揉成一个球，让它们同时从同一高度下降。
观察到了什么现象？
纸片比纸板先落地
现在纸在纸板前面掉到地上。
你能从中得出结论吗
（板书）轻的物体比重的物体下落快？
（矛盾的结论让学生陷入沉思，让学生思考和讨论，让学生在老师的指导下总结）
物体下落过程中有时是重的物体下落快，有时是轻的物体下落快，说明物体下落的快慢除了跟重力有关外，还跟其它因素有关。
还有哪些因素会影响物体下落的速度？
我们拿两张相同的纸，它们的重力是相同的，所以重力对下落的影响是相同的。
然后把其中一个捏成一个纸球，让它们同时从同一高度落下。
可以观察到什么现象？
纸团先于纸片落地。
有时具有相同重力的物体不能同时着陆。
为什么？
（学生议论发言）
这些实验是在空气中进行的。
空气阻力影响物体的下落运动。
对，同学们提出的假设是正确的，空气阻力的影响使问题变得复杂化了，现在，我们尽量减小空气阻力对物体的影响，会产生什么结果呢？
[demo3]取一个长约1.5米的玻璃圆柱体，上端闭合，另一端打开。
里面有金属片和羽毛。
把玻璃瓶倒过来。
观察到什么现象？
金属片比羽毛下落的快。
[demo4]将玻璃瓶中的空气排出并进行上述实验后，观察到了什么现象？
金属片和羽毛同时落时。
总结以上实验现象，我们能得出什么结论？
如果没有空气阻力，物体下落快慢相同。
（黑板书写）
（2）如果忽略空气阻力且不计算时间，则物体的下落速度相同
（教师用科学实验进一步说明此结论的正确性）
例句：
（1）1971年，美国宇航员斯科特把锤子和羽毛同时扔到月球表面
它们同时落到月球表面上。
（2）1993年4月8日上午，来自世界各地的一些科学家使用精密自动卸载仪器卸载乌木
木、塑料、铝等不同材料制成的小球，从比萨斜塔塔身44米处投下，用精密电子
以与相机相同的速度记录所有结果。
没有空气阻力，物体沿直线下落的运动就是今天我们要讲的一类运动------自由落体运动。
空气阻力可以忽略不计时，物体沿直线下落的运动也可以看成自由落体运动
（黑板书写）2。
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
（2）自由落体运动定律
意大利科学家伽利略对自由落体运动作了许多研究工作，他用简单明了的科学推理，巧妙地揭露了亚里士多德学说内部的矛盾，并推断自由落体运动是一种匀加速运动。
（介绍伽利略对自由落体的研究。
）
伽利略生活在一个没有时钟、计时仪器很差、自由落体运动非常快的时代。
为了研究落体的运动，伽利略利用当时的实验条件，在斜面上进行了静态滑动的直线运动（目的是“稀释重力”），证明了小球在斜面上的运动是静态滑动条件下的匀速直线运动，并通过逻辑推理推断出，当斜面倾角增加到90°
时，小球将自由下落。
他认为此时小球仍将保持匀速直线运动的性质，这是相当巧妙的。
今天，距离伽利略的时代已经有三百多年了，伽利略当时无法实验证实的结论，我们已经可以用实验来证实了。
[：
让球从一定高度落下，用电磁点计时器研究自由落体运动规律。
（教师简述研究方法）
纸带上的相邻点是同时放置的。
从纸带上可以看出，在相同的时间间隔内，砝码的下落位移越来越大，表明小球的速度越来越快。
如何判断小球以匀速加速度运动？
（教师提示从δs=at2分析，让学生自己根据数据计算相同时间间隔内相邻位移之间的差值δs，找出规律来，最后教师总结。
除法：
δS在允许的误差范围内是常数，因此可以判断自由落体的运动是匀速的，初始速度为零
度运动――证实伽利略的推断是正确的。
结论1：
自由落体运动是一种匀速直线运动，初始速度为零。
老师：
锻炼时应该遵循什么规则？
（板书）规律：
vt=at
s=1/2at2
所有自由落体的加速度都一样吗？
教师提示：
要同一地点，从同一高度同时自由下落，同时到达地面，根据s=1/2at2可知，它们的加速度必定相同。
（黑板书写）结论2：
在同一个地方，所有物体在自由下落时都有相同的加速度。
自由落体运动是一种只在重力作用下的运动，所以这个加速度可称为------重力加速度（g）（自由落体加速度）
结论3：
重力加速度（g）（自由落体）
加速度）
a、价值单位
a、g的变化规律:
G随纬度的增加而增加
g随高度的增加而减小
b、标准值：
g=9.8m/s2，中学
g=9.8n/kg.粗略计算g=10m/s2
b、方向：
垂直向下
自由落体运动是初速度为零，加速度为g
匀速直线运动时应遵循哪些规律？
（板书）3、自由落体运动规律
①vt=gt
②s=1/2gt2
③v2t=2gs
重力加速度的数值g/m.s
（黑板书写）4。
应用
课本p49讨论与交流
P49迷你实验室2
篇二：
高中物理必修1教案-《自由落体运动》案例
3.3自由落体运动
本节教学案例设计人：
福州三中林杰
一、教学内容分析
1、内容与地位
本部分是《高中物理课程标准》公共必修模块“物理1”中第一个中学主题“运动描述”所涉及的内容。
本节内容标准的相关内容是：
（1）通过史实初步了解现代实验科学的背景和实验在推动物理学发展中的作用。
（2）体验匀速直线运动的实验过程，了解位移、速度和加速度，了解匀速直线运动的规律，体验实验在发现自然规律中的作用。
本节的教学内容应反映实验在理解自由落体定律中的作用，并通过介绍伽利略关于自由落体的研究，体验科学研究方法在物理学发展中的作用。
物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过实验和科学的辨析，认识自由落体运动的规律。
自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例，通过自由落体直线运动规律的研究，加深对匀变速直线运动规律的理解。
另外，在学习过程中要让学生逐步体会伽利略的“提出假设―数学推理――实验验证――合理外推”的研究方法，伽利略对自由落体的研究开创了科学的实验方法，促进了物理学的发展,为人类认识自然提供了一种重要的研究方法.因此，伽利略对自由落体的研究是方法教育和情感教育的好素材，教学过程还应让学生感受科学家的探索精神。
2.教学目标
（1）用理想化的方法比较重力与空气阻力的大小，识别自由落体运动；
（2）通过实验，探索和了解自由落体运动的特点和规律，体验物体下落的速度，了解生活中物体的下落运动；
（3）体会伽利略研究自由落体运动的科学思维方法，学习科学家的探索精神。
（4）体验实验在物理问题研究中的作用。
3、重点、难点
本节的重点是探索自由落体运动规律的过程，体验伽利略的科学推理方法；
重力加速度的测量是本节的难点。
二、案例设计
（一）引入新课程
请同学们从生活经验出发对物体下落快慢情况提出自己的看法，并举例说明。
说明：
让学生展示对物体下落已有的经验认识，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值。
预测：
学生对物体下落的理解可能如下
1．重的物体下落快；
例如：
小石块下落的比树叶快
2.轻、重物体下落速度一样快；
例如，一块小石头落下的速度和一个小纸球一样快
3．体积小的物体下落的比大的物体下落快；
小球下落的比气球快
4.在下落过程中，物体的速度增加；
小石块掉落
5．物体下落的很快，例如：
从3层楼高出物体下落的楼底，只需1秒多一点时间
6．?
同学们提出的这些看法从每个实例上看都是正确的,那么为什么物体下落有这些相互矛盾的结论呢？
是什么原因造成的？
注：
让学生分析和比较现有观点，提出新问题，然后进一步研究新问题。
对现有现象和结论的进一步思考和分析是科学研究的出发点。
学生分析出的原因可能是：
1.是否受到空气阻力的影响；
2．空气阻力和物体的重力。
当物理现象可能与几个因素有关时，如何研究它们？
可以通过实验进行进一步的研究；
它也可以通过科学推理进一步研究。
接下来，我们将通过实验研究阻力和重力对物体下落的影响。
请设计一个实验来解决这个问题。
注：
学生应了解如何进一步研究他们遇到的问题和困难。
因此，在学习中，学生不仅应该得到唯一正确的方法和过程，还应该体验成功和失败的快乐。
学生提出的实验方案可能是：
1.取两张相同的纸，其中一张揉成纸团，另一张保持不变；
让他们一起倒下。
然后观察这一现象，以解释空气阻力对物体下落的影响。
（空气阻力阻止物体向下移动，物体在没有阻力的情况下移动得更快）
2．拿重量不一样的木球和和铁球，让它们一起下落。
拿重量不一样的纸片和硬纸片让它们一起下落。
这组实验发现在有空气阻力和没有空气阻力的情况下物体下落情况不一样。
3．?
从同学们的实验可以得出什么结论？
过去，结论通常由老师直接给出，而没有给学生时间思考和总结。
这样一来，学生的实验只是一种形式，并没有达到通过实验揭示现象本质的功能。
同时，它也不能给学生带来学习问题的乐趣。
学生对实验现象的观察和思考可能得出的结论是
（1）.空气阻力对物体下落有影响。
当同一物体受到空气阻力时，它移动缓慢；
2．当有受到空气阻力时物体下落还与物体重力有关
3.当物体不受空气阻力时，物体下落的速度似乎与重力无关
4．?
从上面的讨论中，我们可以发现空气阻力确实对物体下落有影响，而且更复杂。
在日常生活中，许多物体下落时几乎没有空气阻力，这比物体的重力小得多，通常可以忽略。
今天，我们正在研究没有空气阻力的物体下落。
这种运动被称为自由落体运动。
（二）自由落体运动
1.轻、重物体自由下落，移动速度与DDD一样快
教师通过牛顿管演示实验来证实在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落
情况也是如此。
实验装置如右图所示。
一些形状被放置在一个约1.5米长的玻璃管中
和重力均不同的小物体，如羽毛、金属片、软木塞、小玻璃球等。
演示实验时按
以下步骤：
（1）不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况
（2）从玻璃管中抽出一些空气，将玻璃管倒置，观察物体下落
（3）继续抽泣玻璃管中空气，再将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况在
学生们从实验中看到了什么现象？
这些现象解释了什么问题？
说明：
演示实验的功能是为了揭示现象的本质，提高学生学习的兴趣；
演示实验中如何提高学生观察的兴趣是教师在完成实验过程中要考虑的；
本演示实验并没有一下就做“真空”情况下，物体下落的情况；
而是不断地抽出玻璃管中的空气，
在缩小的物体下观察
落阻力，物体的运动情况；
这样每次实验现象均不相同，有利于形成科学的观察习惯和观察敏锐性。
学生可能观察到的现象和结论
1．玻璃管中空气越少，那么物体运动快慢越一致
2.轻、重物体下落速度快，无空气阻力
在学生得出不同物体自由落体运动情况一样后，教师介绍伽利略是如何对亚里士多德对物体下落的研究结论产生怀疑，通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的。
分析方法如下：
在古希腊哲学家中，亚里士多德认为物体的下落速度与物体的重力成正比，也就是说，重物体比轻物体先下落。
伽利略用亚里士多德的观点推出了互相矛盾的结果。
他说如果重的物体先落地，那么把轻的物体和重的物体栓在一起，那么它比重的物体还重，根据亚里士多德的观点它下落的地面的时间应比重的物体短；
但我们再根据亚里士多德的观点，重物下落的比轻物快，那么在下落过程中，重物会受到轻物的牵扯而变慢，轻物会受到重物的牵扯而变快；
那么拴在一起的物体下落的速度应比重物下落的速度慢；
这样伽利略就用亚里士多德的观点推出两个互相矛盾的结论，这说明亚里士多德的观点是有缺陷的，因此伽利略认为轻、重不同的物体它们下落的速度是一样的。
为了说明他对物体下落的结论是正确的的，据说他在比萨斜塔上把木球和铜球同时下落，发现它们几乎同时落地。
伽利略用科学的思辨方法指出了亚里士多德关于物体下落的观点的矛盾，并通过实验揭示了物体自由下落的运动规律。
2、自由落体运动的加速度
自由落体运动的规律是一样的。
用什么物理量来表示自由落体运动的规律？
在研究得出轻、重不同的物体自由落体运动的一样快后，学生很可能会产生这样的疑问，为什么轻重物体下落的会一样快？
其内在原因是什么？
产生这样的疑问是非常好的，对这个问题的思考和讨论正是揭示了力和运动之间的关系。
但并不是本节课研究的主要问题；
因此在此处，教师通过问题把学生的思维引导到研究自由落体运动规律这方面。
如果学生有这方面的疑问，教师应给以积极的肯定，并且鼓励学生课可后给以解决。
老师问题的可能答案是什么
1．用物体的速度来表示
2.用物体的运动加速度表示
引导学生认识到物体运动的加速度是用于确定物体的运动快慢，知道物体运动的加速度就能知道物体的运动速度的变化规律，知道物体的速度变化规律就能知道物体的位置变化规律，因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度）就能知道物体的运动规律。
那么如何测量自由落体的加速度呢？
请考虑一下测量重力加速度的实验方案？
自由落体运动是匀速直线运动的一个实际例子。
本课程的目的不仅是让学生了解自由落体运动的规律，而且通过对自由落体运动的研究，加深对匀速变化线性规律的掌握和应用。
因此，学生可以利用所学的匀速变化直线来设计和研究自由落体运动的运动规律。
学生设计的实验方案可能是：
1.让球从h高度落下，测量落下时间t；
那么自由落体运动的加速度是g
于物体自由落体运动很快，因此时间的测量较难；
此种方法并不可行）
2.使用点计时测量自由落体运动的加速度，G？
T2（重物的重力应该很大，这样重物就可以摔倒（这种方法由T2定义）
程中受到的阻力可以忽略不计，本实验容易实现）
3.使用闪光灯测量自由落体运动的加速度g
现，但这种方法教师应该给予介绍）
学生在交流和讨论实验设计方案时，应允许他们解释自己对各种方案的看法，并反思方案中存在的问题。
教师可以根据实际教学情况安排实验（点阵计时器实验），也可以直接给点阵穿孔机播放的纸带（或自由落体运动的闪光照片），以便学生分析和测量自由落体运动的加速度DDD重力加速度。
教师在学生算出重力加速度后，教师可以提供不同纬度上的重力加速度，让学生发现地球不同纬度的重力加速度是不一样的，它会随纬度的增大而增大。
（这点可以在学习万有引力定律后给出更好，因此教师可以根据学生情况自行取舍；
如果学生能提出为什么重力加速度会随纬度的增大而增大？
那么老师应给以肯定，鼓励学生探究其产生的原因）?
t2（本实验实验误差最小，但不容易在课堂上实
3.自由落体运动定律的应用
生活中许多物体的下落都可以看成自由落体运动；
如石块下落、花盆下落?
。
1.请估算一下从三楼阳台上掉下来的花盆落地的时间和速度？
该例题让学生体验物理现象就在我们身边，体验自由落体运动的快慢。
让学生学会估算的方法。
分析和解：
每层楼楼高约2.8m左右三楼凉台离地面高度h≈2.8×
2＋2.8÷
3≈6.5（m）
根据自由落体运动定律：
H？
gt2∴TG10?
1.14（s）
花盆落地速度：
v＝gt≈11.4（m）
在解决问题的过程中，教师应该教学生如何估计建筑物的高度，并知道每层的高度；
问题解决后，结论还需要进一步讨论。
例如，询问花盆从三楼掉落到地面是否需要1.14秒。
住在高层建筑里的学生应该注意什么？
为什么进入施工现场必须戴头盔以及其他许多实际问题。
在学生体验到自由落体运动下落很快后，老师可以介绍伽利略是如何通过实验和推理来研究自由落体的运动的规律的。
（当时没有打点计时器和闪光照相的方法，也就是这么短的时间是没有办法测量的；
伽利略是如何解决这样的问题？
）（参考伽利略《两种新科学的对话》一书）
2.请用这个量表来测量人们的反应时间
在应用物理规律时，不仅要做巩固性练习，而且要结合实际问题情景让学生在做的过程体验如何应用物理知识解决问题特别是方案设计的讨论有助于促进学生各方面的发展，提高学生学习的兴趣。
这个问题学生可在课堂完成也可在可后完成。
三、案例分析：
本节课教学设计不仅注重学生新知识的形成过程，让学生在学习知识的同时体会如何进行科学的思维和实验；
而且在教学过程中注重调动学生自主学习的积极性和主动性，教学设计注意体现物理学的价值，在教与学的过程中促进学生科学的价值观和世界观的形成。
本设计从学生日常生活中的实例出发，引导学生进一步思考，发现问题，通过实验揭示问题的本质；
在这个过程中，教师给学生留下了独立观察、思考和实验的空间和时间。
学生在学习过程中充满问题意识和创新意识，从而培养学生的探究能力。
在掌握了自由落体运动规律后，教师不再简单地用自由落体运动的公式来解决自由落体运动，而是用他们周围的常见现象来应用自由落体运动规律，这不仅有趣，而且突出了生活中的物理现象，让学生体验到周围的物理现象，
物理知识不仅有趣，而且还是很有价值的。
四、相关链接：
1．《两种新科学的对话》伽利略
2.XX搜索：
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篇三：
自由落体运动教学设计（非常好）1
教学设计
物体下落快慢不同呢？
学生们猜测：
物体下落速度的差异可能是由空气阻力的影响引起的？
问题导学：
若没有空气阻力的影响，物体仅受重力作用时，轻重不同的物体下落快慢如何？
教师演示：
牛顿管实验
演示1：
当管道中的空气大致排空时，重物下落的速度有多快？
演示2：
管内充满空气时，轻重物体下落的快慢？
学生们通过对比观察证实了他们的猜测：
不同物体在真空中以相同的速度下落，不同重量的物体由于空气阻力的影响以不同的速度下落。
引入自由落体运动的概念
①物体仅在重力作用下从静止状态下落的运动称为自由下落运动。
②特点：
a、初速度为零b、只受重力
（解释“自由落体运动”是一个理想化的模型。
在现实生活中，当重力远大于阻力时，阻力的影响可以忽略。
让学生理解强调主要因素而忽略次要因素的哲学。
（二）自由落体运动的性质
问题一：
自由落体是什么运动？
学生观察小球做自由落体运动的频闪摄影照片后。
学生猜
认为：
“自由落体运动”可能是匀速直线运动。
怎么证明你的猜想？
根据实验。
实验验证：
自由落体仪和光电计时器结合，测量出多
关于集体坠落高度和时间的数据。
实验装置如图所示。
常用的数据处理方法有哪些？
比率法，图像法；
用图像法来处数据，应作出x--t图像，还
2是X--t的图像吗？
2学生：
应做x--t的图像。
学生处理数据（绘图）：
建立一个部门，追踪点和连接线。
老师借助excel软件处理数据（作图展示）
2教师指导：
假设自由落体运动是匀速直线运动，初始速度为零，那么X--t的图像是什么
22样的呢？
----由位移与时间关系x=at/2，可知位移与时间平方成正比关系，x-t图象应是
穿过原点的直线。
（同学通过刚才的分析，判断自由落体运动是否是初速度为零的匀加速直线运动。
经数据验证，假设成立。
此时要充分发挥学生学习自主性、积极性，让学生自己讨论、分析得出结论，使学生真正成为课堂的主体。
（三）自由落体加速度
22学生：
通过比较x-t图象的函数和公式x=at/2，找出小球做自由落体的加速度。
问题指南：
不同物体自由下落的加速度是在同一个地方吗？
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