人教版物理必修1第二章第五节自由落体运动教案

公开课教案
第五节 自由落体运动
三维目标：
知识与技能
1．认识空气中影响物体下落快慢的因素；
2．理解自由落体运动，知道它是一种理想条件下的运动；
3．掌握自由落体运动作为初速度为零的匀加速直线运动的运动规律，会由此推导出自由落体运动的计算公式；
4．掌握自由落体加速度；
5．掌握运用自由落体规律解决实际问题的能力；
6．初步了解通过实验探索自然规律的观察、分析等方法。
过程与方法
由教师演示实验，学生自主实验相结合的方法，让学生在探索自由落体运动规律的同时进一步体验科学探究方法。
引导学生学会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法；
引导学生学会分析数据，并自己进行概括。
情感态度与价值观
通过日常经验与科学实验对比，引导学生掌握 ( http: / / www.21cnjy.com )客观地实事求是地认识事物与现象的态度，认识科学的意义，并由日常经验与科学实验的差异激发学生学习物理的兴趣。
教学重点：1．自由落体运动的特性及产生条件；
2．探究自由落体运动的过程；
3．自由落体运动规律，自由落体加速度，并运用其解决实际问题。
教学难点：1．自由落体运动问题的解决；
2．学生自行实验时学生操作的精确性。
教具准备：纸片、粉笔头、秒表、卷尺、挡板
课时安排：1课时
教学过程：
[新课导入]
师：中国有很多神仙下凡的传说，七仙女、 ( http: / / www.21cnjy.com )牛郎织女、宝莲灯，那么向往自由的仙人们，下凡是怎样下来的呢？也许象一根木头一样从天空掉下来。木头的这种下落的运动可归属到我们今天要研究的范畴——自由落体运动。
[新课教学]
自由落体运动
演示实验：取相同大小纸片二张，演示其释放后落地情况；，
再取大小有一定区别的粉笔头二只，演示其释放后落地情况；
提出问题：1．两次实验现象有何区别？
2．产生这种现象区别的原因是什么？
学生回答
生甲：纸片下降，摇摆不定，粉笔头下降是直线；粉笔头快，纸片慢。
生乙：空气对纸片运动影响的效果大，对粉笔头运动影响效果小。
生丙：粉笔头重，纸片轻。
师：这种现象区别的原因是空气阻力对二次实验物体产生的影响效果不同。而不是因为粉笔头重，纸片轻。为了证明这一点继续做实验。
演示实验：将原二纸片之一搓成团，并向学生说 ( http: / / www.21cnjy.com )明——同样的两张纸片，一张仍是纸片，另一张却是纸团，二者的重力是相同的，而二者将会受到的空气阻力影响的效果是不同的——纸片易受空气阻力影响，纸团不易受空气阻力影响。接着演示，将纸片与纸团从同一高度，同时释放，结果纸团先落到地面。
总结：这说明相同的重力，空气阻力影响效果大的，下落慢，空气阻力影响效果小的，下落快。
再次演示实验：取已搓成团的 ( http: / / www.21cnjy.com )纸片和粉笔头放到一起，并向学生说明——纸片已成团，它所受空气阻力的影响效果已基本与粉笔头所受空气阻力影响的效果差不多，但重力却是粉笔头大，纸团小。接着演示，将纸团和粉笔头从同一高度同时释放，结果基本同时落地。
总结：这说明不同重力，在空气阻力影响效果一样时，下落一样快。
师：上面这两个实验的结论说明了什么问题呢？可以推想出来，是——有空气阻力时，落体下落的快慢取决于空气阻力的影响效果。
师：大家由刚才的总结猜想——当没有空气阻力影响时，不同落体下落的快慢是怎样的？
生：一样快。
师：这就是我们这节要讲的自由落体运动。
自由落体运动的特性与规律
师：阅读书本自由落体运动的定义，找出定义中要注意的几点。
生：（阅读）
师：理解自由落体运动的含义要注意三点——
只在重力作用下，没有其他任何作用力，包括没有空气阻力；
从静止开始下落，初速度v。=0；
空气阻力较小时，可忽略空气阻力，将只在重力和空气阻力作用下的落体运动近似看作自由落体运动。
师：那么自由落体运动到底是一种什么运动呢？书本上实验使用打点计时器，我们改进一下，做个简单的实验。
请学生演示：在某一高度标记A，并从 ( http: / / www.21cnjy.com )A开始往下量等距离两段，做上标记B、C，使得：AB=H，AC=2H。现在B处设挡板，将粉笔从A处释放，用秒表记下从释放到碰到挡板所用的时间t；再将B处挡板撤掉，而在C处设挡板，将粉笔从A处释放，用秒表记下从释放到碰到挡板所用时间T。
分析数据：AB/AC=H/2H=1/2，t /T ≈1/2
即：AB/AC=t /T
∴ AB∝t , AC∝T
此与 s= at , S= aT 满足同一比例关系。
结论：粉笔下落的运动是初速为零的匀加速直线运动，而粉笔下落的运动是自由落体运动。
总结：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。
师：科学家曾用大量物体做自由落体实验，发现了以下三点：
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同；
自由落体运动加速度的方向竖直向下；
在地球上不同地方，自由落体运动加速度的大小一般不同；
师：因为自由落体运动加速度具有以上特点，所以科学家们作了以下规定：
自由落体运动的加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示；
一般计算中取g=9.8m/s 或g=10m/s ，本书中没有特别说明时，都按g=9.8m/s 进行计算；
师：现在，请大家推导自由落体运动的速度、位移以及速度、位移、加速度关系公式。
生甲：v=gt
生乙：h= gt
生丙：v =2gh
自由落体运动问题的解决
师：为了深化对自由落体运动的理解和掌握，我们进行以下锻炼。
例1．小孩从十五层高的楼顶跌下来， ( http: / / www.21cnjy.com )被一青年在楼底接住。若每层楼高2.8m，且这位青年从所站之处冲到楼下需时1.3s，请估算，他要接住孩子，最多允许他有多长的反应时间？
问：此题的自由落体运动位移与时间关系是什么样一种关系式？
生甲：h= gt
问：设由h= gt 解得t=t ，则青年从所站之处冲到楼下所需之时间1.3s，以及青年的反应时间，哪一个包括在t 之内？
生乙：1.3s和反应时间都包括在t 之内。
问：若计算最大允许反应时间，则1.3s、反应时间T，以及t 之间是什么关系？
生丙：T+1.3s=t
师：大家计算这道题。
生：（计算）
师：请两位同学上黑板写出自己的解答。
生甲：（黑板上演算）
生乙：（黑板上演算）
请学生总结本节课内容
学生：（总结）
参考总结：本课告诉我们通常空气阻力 ( http: / / www.21cnjy.com )的影响效果能决定空气中落体的快慢，但没有空气阻力及其他影响时的落体运动即为自由落体运动，它是初速为零的匀加速直线运动，由于同一地点，自由落体加速度g都相同，所以同一地点自由落体的快慢相同。
布置作业：课本P47——2、3
板书设计：
第五节 自由落体运动
自由落体运动
空气中落体快慢取决于空气阻力的影响效果；
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动；
空气阻力较小时，空气中落体可近似看作自由落体。
自由落体运动的特性和规律
是初速为零的匀加速直线运动；
同一地点g相同，不同地点g一般不同，g=9.8m/s ，一般取g=10m/s ；
v=gt，h= gt ,v =2gh
三.自由落体运动问题的解决