课件13张PPT。自由落体运动山东省平度第一中学 宋宏亮亚里士多德认为：物体下落的快慢是由它们的质量决定的。物体下落的快慢与质量无关！物体下落的快慢是由质量决定的吗？实验一、月球上的落体实验实验二、“牛顿管”实验不受空气阻力时，物体下落的一样快！思考：
生活中常见的落体运动是自由落体运动吗？为什么？注意：当空气阻力的作用较小，可以忽略，物体的下落可以近似看做自由落体运动！探究活动二、探究自由落体运动的性质猜想：自由落体运动可能是一种什么
性质的运动呢？由?x = aT2可知：测量各计数点间的距离，计算相邻相等时间T内的位移之差?x 。如果?x 在误差允许的范围内是一个常数，说明自由落体运动是匀加速直线运动！应用1：他们测量井深的方法合理吗？你能用所学知识做出解释吗？应用2：比比谁的反应时间最短？交流：招收飞行员时，飞行员的反应时间要求不超过 0.15s，你能当飞行员吗？ 操作要求：一位同学捏住尺子的顶端，保持直尺竖直不动，另一位同学用一只手在直尺的零刻度处做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺。当看到那位同学放开手时,你立即捏住直尺.在捏尺子时，手不能移动。读出直尺下落的高度h。这节课你收获了什么？作业：
1）上网查询，了解“频闪”照相的原理。阅读课本49页“做一做”，小组合作制作仿“频闪”照片，并通过此照片研究自由落体运动的规律；
2）阅读第六节《伽利略对自由落体运动的研究》，体会伽利略探究问题的科学方法。 《2.5 自由落体运动》导学案
授课人：宋宏亮
【温故知新】
1、匀变速直线运动的规律：
初速度为V0的匀变速直线运动
初速度为0的匀变速直线运动
速度V与时间t的关系
位移X与时间t的关系
速度V与位移X的关系
连续相等的时间T内的位移之差?x与时间T的关系
2．怎样借助打点计时器验证某种运动是否是匀变速直线运动？
【教学过程】
探究活动1：探究影响物体下落快慢的因素
（1）实验演示一：同时从同一个高度释放大小相同的一个光盘和一片纸片
实验结论：
（2）实验演示二：同时从同一个高度释放两个质量相同的纸片和纸团
实验结论：
大胆猜想：影响物体下落快慢的因素是什么呢？（大胆猜想是成功的第一步！）
（3）实验演示三：“牛顿管”实验
实验结论：
『知识梳理1』 ：自由落体运动
1、定义：物体 叫做自由落体运动。
2、条件：（1）只受 ，不受其他任何力，包括空气阻力。
（2）从 开始下落。
探究活动2：探究自由落体运动的规律
大胆猜想：自由落体运动可能是一种什么性质的运动呢？
设计实验方案探究自由落体运动的性质： （要求：做出必要的草图，写出必要的证明公式）
2、数据采集，分析自由落体运动的性质：
（1）探究结论： 。
（2）计算自由落体运动的加速度：= cm
加速度为 m/s2
『知识梳理2』自由落体加速度g(重力加速度)
（1）定义 ：在同一地点,一切物体自由下落的 ,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做 ,用 表示。
（2）重力加速度的方向： 。
（3）在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的。一般计算中，g 取 。 粗略计算 g = 。根据下表，
（4）总结：地球上各地区重力加速度分布有什么规律？
地 点
纬 度
重力加速度(m·s-2)
赤道
0°
9.780
广州
23°06′
9.788
武汉
30°33′
9.794
上海
31°12′
9.794
东京
35°43′
9.798
北京
39°56′
9.801
纽约
40°40′
9.803
莫斯科
55°45′
9.816
北极
90°
9.832
探究活动3：自由落体运动的规律总结：
自由落体运动的规律（初速度V0=0,加速度为g）
速度V与时间t的关系
位移X与时间t的关系
速度V与位移X的关系
『小试牛刀』 ：应用1：他们测量井深的方法合理吗？你能用所学知识做出解释吗？
应用2：测定反应时间，看看谁反应更敏捷？
课后巩固练习：1、（A）关于自由落体运动，下列说法正确的是 （ ）
物体竖直向下运动就是自由落体运动
加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同
物体做自由落体运动的位移与时间成反比
2、（B）甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是（ ）
A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大
B.下落1s末，它们的速度相同
C.各自下落1m时，它们的速度相同
D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大
3、（B）甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是 （ ）
A.落地时甲的速度是乙的1/2 B.落地的时间甲是乙的2倍
C.下落1s时甲的速度与乙的速度相同 D.甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等
4、（C）物体从某一高度做自由落体运动,经过3秒落地则:
①它第一秒内的位移是多少?
②第二秒内的平均速度为多少?
③小球落地时速度是多少?
学情自评：
在这一节课上，我遇到的困难：（困难是暂时的，坚持是到达成功最近的路程。）
在课下我要努力解决的问题：（有问题不去解决才是真正的问题。）
今天我有哪些进步？我想对自己说的话：(明天我应该有个更高的目标！)
课后探究作业：
1）上网查询，了解“频闪”照相的原理。阅读课本49页“做一做”，小组合作制作仿“频闪”照片，并通过此照片研究自由落体运动的规律；
2）阅读第六节《伽利略对自由落体运动的研究》，体会伽利略探究问题的科学方法。
探究提示卡
（1）将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台底端，将铁架台置于实验台边缘，限位孔应在桌子边缘外；
（2）将纸带穿过限位孔，从墨粉纸盘下穿过，使重物静止靠近计时器下方；
（3）竖直提纸带上端，使纸带竖直穿过限位孔，不打结，不与限位孔摩擦；
（4）先接通电源，打点稳定以后，再松开纸带；
（5）舍去纸带上开始比较密集的一段，选择点迹清晰的一段纸带。每两个计时点取一个计数点，即:处理纸带时，相邻两个计数点间的时间间隔是0.04s.
（6）小组同学分好工，快速规范的完成实验，并把测量的数据填写到下面的表格中。
实验数据记录和分析 ：T=0.04s。
小组分工建议：组长负责全程监督实验操作过程是否规范，数据处理是否科学。
两名同学负责实验操作，两名同学负责记录并处理数据。
探究提示卡
（1）将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台底端，将铁架台置于实验台边缘，限位孔应在桌子边缘外；
（2）将纸带穿过限位孔，从墨粉纸盘下穿过，使重物静止靠近计时器下方；
（3）竖直提纸带上端，使纸带竖直穿过限位孔，不打结，不与限位孔摩擦；
（4）先接通电源，打点稳定以后，再松开纸带；
（5）舍去纸带上开始比较密集的一段，选择点迹清晰的一段纸带。每两个计时点取一个计数点，即:处理纸带时，相邻两个计数点间的时间间隔是0.04s.
（6）小组同学分好工，快速规范的完成实验，并把测量的数据填写到下面的表格中。
实验数据记录和分析 ：T=0.04s。
小组分工建议：组长负责全程监督实验操作过程是否规范，数据处理是否科学。
两名同学负责实验操作，两名同学负责记录并处理数据。
探究提示卡
（1）将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台底端，将铁架台置于实验台边缘，限位孔应在桌子边缘外；
（2）将纸带穿过限位孔，从墨粉纸盘下穿过，使重物静止靠近计时器下方；
（3）竖直提纸带上端，使纸带竖直穿过限位孔，不打结，不与限位孔摩擦；
（4）先接通电源，打点稳定以后，再松开纸带；
（5）舍去纸带上开始比较密集的一段，选择点迹清晰的一段纸带。每两个计时点取一个计数点，即:处理纸带时，相邻两个计数点间的时间间隔是0.04s.
（6）小组同学分好工，快速规范的完成实验，并把测量的数据填写到下面的表格中。
实验数据记录和分析 ：T=0.04s。
小组分工建议：组长负责全程监督实验操作过程是否规范，数据处理是否科学。
两名同学负责实验操作，两名同学负责记录并处理数据。
《自由落体运动》教学设计
山东省平度第一中学 宋宏亮
【教学目标】：
一、知识与能力?
1、知道物体做自由落体运动的条件。
? 2、知道重力加速度的大小，方向，知道在地球上的不同地方重力加速的大小不同，通常情况下取9.8m/s2，粗略计算取10m/s2.
3、知道自由落体运动的特点和规律，能用自由落体运动的规律解决实际问题。
二、过程与方法
1、通过演示实验探究影响物体下落快慢的因素，逐步深入，得到自由落体运动。
2、通过学生实验探究自由落体运动的性质，并测量自由落体运动的加速度。
3、使学生进一步发展“猜想－实验－理论”的科学探究方法，让学生主动思维，学会学习。
三、情感态度与价值观
1、通过理论分析与实验验证相结合，让学生形成科学世界观：我们要学习科学，利用科学知识为人类服务。
2、利用“牛顿管”实验，展现科学现象之美，激发学生对自然科学的热爱。
【教学重点】：
物体自由下落的快慢和所受的重力无关及自由落体运动的特点和规律。
【教学难点】：
自由落体运动的加速度
【教学方法】：
启发式、探究式
【教学器材】：
演示器材：多媒体，牛顿管，抽气机，废旧光盘，纸片，光盘，小球；
实验器材：打点计时器，纸带，重锤，铁架台，直尺。
【教学过程】：
一、新课导入：
放松一下，先来看一幅漫画：
提问：这两位先生在干什么？
学生回答：测量井的深度。
我们可以看到，其中一位先生用一块石头就估测出了井的深度。他的方法科学吗？相信通过本节课的学习，大家一定会找到答案。今天我们一起学习：《第5节 自由落体运动》。
二、教学过程：
(一)自由落体运动
【教学环节1、】演示实验探究影响物体下落快慢的因素：
落体运动是一种常见的运动。夏天下落的雨滴，秋天飘落的树叶、冬天飞舞的雪花，这些物体都在重力作用下做落体运动。请大家思考：质量不同的物体，下落的快慢相同吗？
演示实验：同时从同一个高度释放一张光盘，和一张大小相同的纸片(注意强调光盘的质量明显比纸片的质量大)。请大家注意观察实验现象，思考实验现象说明了什么？
提问：大家看到了什么实验现象？
学生齐声回答。很明显质量大的光盘先落地。那这说明了什么呢？
找一名学生回答。然后介绍古希腊著名学者亚里士多德的观点，并提出问题：物体下落的快慢真的与物体的重量有关吗？
演示实验：两张完全相同的纸片，把其中一张揉成纸团。从同一高度同时释放。请大家注意观察实验现象，并思考：物体下落的快慢与质量是否有关？
提问：大家看到了什么实验现象？
学生齐声回答。很明显这次纸团先落地。质量相同的纸片和纸团下落快慢也是不同的。那么，物体下落的快慢是由质量决定的吗？
学生回答。
提问：看来生活经验有时候也会“撒谎”，物体下落的快慢与质量无关。那影响物体下落快慢的原因又会是什么呢？
学生回答。教师评价。
提问：看来影响物体下落快慢的“幕后黑手”很可能是空气阻力。那我们想这样一种情景：两个质量不同的物体在不受空气阻力的真空环境中同时下落，会有什么现象呢？
学生回答。
我们一起通过实验来进行验证。我们首先看一段视频：1971年美国宇航员斯科特在月球绝对真空的环境中同时释放了一把铁锤和一根羽毛。我们一起来看这段珍贵的视频。请大家仔细观察：铁锤和羽毛会不会同时落地。
提问：大家看到了什么现象？
学生回答。
介绍“牛顿管”，让学生看“牛顿管”中放入的物体：羽毛和铁片。先不抽空气，让羽毛和铁片同时释放，让学生观察实验现象。然后抽气后再做这个实验。让学生观察实验现象。
【教学环节2、】定义自由落体运动，分析自由落体运动的条件：
通过“牛顿管”实验，我们看到了和视频中一样的实验现象：质量不同的物体在真空中下落的一样快。在物理学中，这种不受空气阻力，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。
下面请同学们看课本完成『知识梳理1』，并总结自由落体运动的条件。
『知识梳理1』 ：自由落体运动
（1）定义：物体 叫做自由落体运动。
条件：（1）只受 ，不受其他任何力，包括空气阻力。
（2）从 开始下落。
请一个小组派代表回答自由落体运动的条件。
启发：根据自由落体运动的条件判断：生活中常见的落体运动是否是自由落体运动呢？
找一名同学回答并解释。老师补充说明：地球上的物体不可避免要受到空气阻力。所以，自由落体运动是一种理想化的运动模型。但是做落体运动的物体所受的空气阻力很小，可以忽略不计时，物体的下落我们也可以近似看作自由落体运动。
（二）实验探究自由落体运动的性质
【教学环节1、】实验探究自由落体运动的性质：
过渡：通过刚才对落体运动的研究，我们得到了一种最简单的落体运动：自由落体运动。那么，自由落体运动可能是一种什么性质的运动呢？请同学们根据刚才的探究过程，做出大胆的猜想。
学生回答。
过渡：由实验大胆地提出猜想往往是走向成功的第一步，但是仅仅有猜想还是不够的，我们还需要通过实验进行验证。那么，根据所学知识和提供的实验器材，你能设计一个实验验证我们的猜想吗？请同学们小组讨论，并设计实验方案。
小组展示，教师点评。
确定实验方案：用打点计时器打出一条纸带。通过分析纸带上的点，根据?x = aT2，看?x是否是一个常数来判断自由落体运动是否是自由落体运动。 强调注意事项。
学生实验，收集数据，分析自由落体运动的性质。
第二种探究方案：介绍图像的验证方法，通过传感器进行验证。
通过刚才的探究实验，我们知道了：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。请同学们根据刚才得到的实验数据计算自由落体运动的加速度。
自由落体运动的加速度：= cm
加速度为 m/s2
【教学环节2、】 定义重力加速度：
过渡：使用不同的物体进行反复实验最终会发现这样的结论：在同一地点，一切物体自由下落的加速度在误差允许的范围内都是相同的，这个加速度叫做：自由落体加速度，也叫做：重力加速度。下面请同学们看课本，小组合作完成：
『知识梳理2』自由落体加速度g(重力加速度)
（1）定义 ：在同一地点,一切物体自由下落的 ,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做 ,用 表示。
（2）重力加速度的方向： 。
（3）在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的。一般计算中，g 取 。 粗略计算 g = 。根据下表，
（4）总结：地球上各地区重力加速度分布有什么规律？
地 点
纬 度
重力加速度(m·s-2)
赤道
0°
9.780
广州
23°06′
9.788
武汉
30°33′
9.794
上海
31°12′
9.794
东京
35°43′
9.798
北京
39°56′
9.801
纽约
40°40′
9.803
莫斯科
55°45′
9.816
北极
90°
9.832
小组交流答案。点评，提问：我们测得的重力加速度比实际情况小，原因？
（三）自由落体运动的规律
1、总结得出自由落体运动的规律：
2、应用规律解决问题：
应用1：他们测量井深的方法合理吗？你能用所学知识做出解释吗？
应用2：测定反应时间，看看谁反应更敏捷？
大屏幕展示操作要求，并请一位同学到前面示范。并分析原理。
学生活动，测各自的反应时间。
（四）请课代表总结本节课的学习内容。
（五）布置作业：见《导学案》
《自由落体运动》教学设计
山东省平度第一中学
宋宏亮
