《自由落体运动》
教学目标
一、知识目标：
(1)了解什么是自由落体运动；
(2)自由落体产生的条件；
(3)认识自由落体运动的特点；
(4)掌握自由落体运动的规律；速度随时间的变化规律，位移
随时间变化的规律(定量)。
二、能力目标：
通过观察演示实验概括出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，从而培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。
三、德育目标
渗透物理方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——自由落体，研究物体下落在理想条件下的运动。
教学重点
使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。自由落体的特征是初速度为零，只受重力作用(物体的加速度为自由落体加速度g)。
教学难点
演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。教学方法
教学用具
1．自由落体演示仪及附件，计算器。
2．硬币(一元)两枚，薄纸袋(恰好可装下硬币)，抽气机，牛顿管。
3．投影仪、投影片、彩笔。
课时安排
1课时
教学过程
一、导入新课
(一)复习提问
s1∶s2∶s3=1∶4∶9
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝1∶3∶5
二、新课教学：
我们今天应用这些知识研究一种常见的运动，物体下落的运动。
[演示Ⅰ]硬币和纸袋分别从同一高度由静止开始同时下落，观察下落速度，从表面上看得到结论，“物体越重，下落得越快”。
1．亚里斯多德(Aristotle)的认识
从公元前4世纪至公元17世纪，这种观念统治了人们两千多年之久。
2．伽利略(Galileo)的贡献(1638年)
两个物体mA＞mB分别由同一高度下落，重的物体比轻的物体下落的快，当把两物体捆在一起仍从同一高度下落情况会是怎样呢？
结论：①整体分析：当把两个物体捆在一起时mC=mA＋mB，因为新组成的物体比上述两个物体中的任一个都重从而下落的应最快。
②局部分析：A物体下落的快，受到一个下落得慢的物体B的作用，结果就像一个大人拉着小孩向前跑，比单独大人跑要慢，比小孩单独跑要快一样，他们的共同速度应介于A、B两物体之间即vA＞vC＞vB。伽利略用归谬法巧妙地否定了亚里斯多德的观点，从而得出结论：重物体不比轻物体下落得快。亚里斯多德忽略了空气阻力对运动物体的影响，从而得出错误的结论：“力是维持物体运动的原因”。
[演示Ⅱ]将纸袋揉成纸球和硬币从同一高度由静止开始下落，观察下落速度(相差不多)，把硬币装入纸袋与另一枚硬币从同一高度由静止开始下落，观察下落速度也相差不多，若减小空气对运动物体的影响会如何呢？
[演示Ⅲ]牛顿管中的物体下落，将事先抽过气的牛顿管内的硬币与轻鸡毛从静止一起下落，观察实验结果两者几乎同时落到牛顿管的下端，硬币落下有声，眼可直接观察鸡毛下落，将牛顿管放入空气再做实验情况就截然不同了。
3．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叫做自由落体运动。
自由落体运动是一种理想运动，在实际问题中有空气时，物体的密度不太小，速度不太大(H不太高)，可以近似看成是自由落体运动。
结论：不同物体做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。
②性质：伽利略所处的年代还没有钟表，计时仪器也较差，自由落体运动又很快，伽利略为了研究落体运动，利用当时的实验条件做了在斜面上从静止开始下滑的直线运动(目的是为了“冲淡重力”)，证明了在阻力很小的情况下小球在斜面上的运动是匀变速直线运动，用逻辑推理外推到斜面倾角增大到90°的情况，小球将自由下落，成为自由落体，他认为这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质，多么巧妙啊！
这个结论的正确与否需用实验来验证，三百多年后，我们来验证。
[演示Ⅳ]介绍自由落体仪，然后测量数据。
s(m)
t(s)
1
0.100
0.1436
9.70
2
0.400
0.2866
9.74
3
0.900
0.4293
9.77
结论：①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
②在同一地点一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。
③重力加速度g(自由落体加速度)
a．数值及单位
g=9.8m/s2
初中g=9.8N/kg(常量)
粗略计算g=10m/s2
b．重力加速度g的方向总是竖直向下的。
4．自由落体运动的规律(选竖直向下方向为正)
(三)练习：
一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。
解析：物体做匀变速直线运动，第n秒通过的路程为sN，n秒内通过的路程为sn，则
物体在n-1秒内通过的路程为sn-1，则
根据题意，得
=Ctana
三、小结
1．自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许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着普遍的意义。
2．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，建立了理想化的物理模型——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要用到。
3．在研究自由落体运动的过程中我们还给大家介绍了归谬法，即理论推导的一种重要方法，同学们的学习重要的是研究问题的方法而不是知识本身，知识的结论当然重要，但更重要的是如何获取知识，中学学习的一个非常重要的方面就是如何获取知识、处理知识。
4．自由落体运动是一种简单的基本的运动形式，抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成，也就是说自由落体是研究其他抛体运动的基础，一定要抓住其产生的条件和运动规律。
四、作业
课后习题
五、板书设计：
一
自由落体运动
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
不同重量的物体加速度相同《自由落体运动》
教材分析
教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为a＝g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这体现了物理学从简单问题入手，用理想化的方法处理实际问题的方法。研究自由落体运动时，给出了频闪照相机的照片，但没有作定量的详细分析，只要求从图上看出物体越落越快，物体作加速运动即可。教材为了简便，援引伽利略的研究结果，直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度的讲述，也比较适合学生的思维习惯，根据实验在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面的事实。由知它们的加速度必相同，所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析。
学情分析
学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，并用电磁打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能力和运用控制变量的研究方法。
落体运动在自然界中是比较常见的，学生既熟悉又比较陌生。要从实际的落体运动出发，总结得出理想情况下的落体运动的规律，需要通过实验、分析，提示出物体只在重力作用下的落体运动的实质。自由落体运动是一种理想化的运动，在一定条件下实际的落体运动可以看作自由落体运动。学生掌握了落体运动的规律后，也能解决一些实际问题。
设计思路
自由落体运动在教材中是作为初速度为零，加速度为g的匀变速直线运动来安排的，如果教材处理得当，对巩固所学知识，进行科学态度和科学方法教育，培养学生灵活运用已有知识解决实际问题，根据实验探求规律的能力等都是极为有利的，本节课在教学设计时突出以下几个特点：
1．重视实验：整节课由多个演示实验、1个小实验组成，通过实验设疑、解疑、探求规律，又通过实验巩固所学的知识，充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
2．重视多媒体辅助教学手段的运用：运用多媒体展示直观的自由落体实例，再现伽利略对自由落体运动的研究过程，给出自由落体的最新科学证实等，多媒体手段的运用可提高课堂教学的效率。
3．注重对学生进行物理学研究方法的教育：本节课从教学目标的制定，到教学内容的安排与讲述，都在这一方面进行了一些有益的尝试。
4．充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拔，创设问题情境，引导学生积极参与，激发学习兴趣，活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，使学生始终保持积极探索的学习心态。
5．层次分明：这节课的程序是：（1）通过对生活经验的分析及实验观察，说明实际的落体运动受多种因素的影响；（2）正确地提出问题，研究在真空条件下的落体运动，以及在实际中如何近似地满足自由落体的条件；（3）揭示自由落体运动的性质，研究在真空条件下落体运动的加速度，探求自由落体运动的规律。
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．知道什么是自由落体的加速度，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，并能够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，定量地测定重物自由下落的加速度，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、根据现象进行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．调动学生积极参与讨论的兴趣，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；
3．培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。
教学重点
1．自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程；
2．掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
教学难点
1．理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题；
2．照相机曝光时间的估算。
教具准备
多媒体课件、牛顿管、硬币、天平、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物（两个质量不同）等。
课时安排
2课时
教学过程
【新课导入】
师：两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样地清脆美妙！它使人们清醒地认识到，轻重不是下落快慢的原因；它动摇了2
000多年来统治着人们头脑的旧观念，开创了实验和科学推理之先河，将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台。当树叶从树上飘落下来，雨滴从屋檐上落下来的时候，你们想过这种运动吗？物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动──“探究自由落体运动”。
【新课教学】
一、自由落体运动
（展示目标，激起学生的求知欲）
关于落体运动，同学们都了解、知道些什么呢？
学生在小学课文《两个铁球同时落地》及其它各种途径中早已了解伽利略、比萨斜塔、伽利略的落体实验等。
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。从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗？
落体运动的快慢与哪些因素有关呢？我们应该在什么样的条件下研究落体的运动？落体运动的性质怎样？遵循什么样的规律呢？这就是本节要研究的问题。
（实验设疑，引出矛盾的结论，揭示问题的复杂性）
问题：重的物体一定下落得快吗？你能否证明自己的观点？
【实验探究】
（演示）取一枚硬币，一枚与硬币等大的纸片，让它们从同一高度同时下落。
观察出硬币先着地，得出物体越重下落越快。
（演示）取一颗小石子，一张比小石子重的大纸片，让它们从同一高度同时下落。
观察出小石子先着地，得出物体越轻下落越快。
（演示）取两张完全相同的大纸片，它们的重力是相同的，这样重力对下落的作用是相同的（采用控制变量法），再把其中的一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落。
观察到纸团先着地，重力相同的两个物体下落快慢可能不同。
（归纳小结，正确地提出问题）
物体下落的快慢和物体的轻重关系比较复杂，既不能说俞重俞快，也不能说俞轻俞快，重力相同的两个物体下落快慢可能不同。这说明如果停留在“物体下落的快慢和轻、重有什么关系”这个问题上是找不到出路的，必须换个角度来研究这个问题。
那么，除了物体的重力外，影响物体下落快慢的因素还有什么呢？
分析得出是空气阻力。影响空气阻力大小的因素太复杂（物体形状、速度大小、空气密度等），引导得出最好先研究在没有空气阻力的条件下的落体运动。
把只在重力作用下，由静止下落的物体叫做自由落体，这种运动叫自由落体运动。
（提出假设，实验验证）
在没有空气阻力的情况下，轻重物体的下落快慢会怎样呢？思维敏捷的学生对观察、实验得到的现象进行分析后会作出各种假设，学生们争论不休，期盼结论。
（演示）取一枚硬币，一枚与硬币等大的纸片，将纸片捏成团。让硬币与纸团从同一高度同时自由下落。
观察到在空气阻力可忽略时，两者几乎同时着地。
结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关。
（演示）钱羽管实验。将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢.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。
做牛顿管对比实验要注意：①抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转；②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底；③打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大；④实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象。
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。
（展示最新的实验证据）
用多媒体系统播放有关资料。
自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生，在有空气的空间里，如果空气阻力的作用可以忽略不计时，物体的下落也可以看做自由落体运动。
1．自由落体运动
物体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。
2．特点
（1）初速度为零；
（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计；
（3）做自由落体运动的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同。
在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用，因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动，但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动。例如，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处理。
【阅读】请同学们阅读下面的小资料，体会空气阻力的影响。
气体和液体都具有流动性，统称为流体，物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动，要受到空气的阻力。快速骑自行车，我们就会感到空气的阻力，轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。鱼在水中游动、人在水中游泳，都要受到水的阻力。
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大.雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大.当阻力增大与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落。流体的阻力跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大。.跳伞运动员在空气中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，可以比较缓慢地降落。航天飞机着陆后，在飞机后面张开一面类似降落伞的装置，加大阻力，以便较快地停下来。
流体的阻力还跟物体的形状有关系，头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫做流线型。鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力，小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下部分，外形都采用流线型设计。
一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体，悬浮在水面上航行，阻力减小，速度很大。磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶，速度可高达500
km/h。
3．自由落体运动的性质
【实验探究】
按照教材第43页的图2.5－1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。
打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带，启动计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。
改变重物的质量，重复上面的实验。
说明：落体运动物体的位置往往变化得比较快，凭目测难以观察和记录，用打点计时器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（运动信息），这样得到的纸带（或照片）可以用来对运动过程进行分析。教材中用打点计时器较好地将重物下落过程记录下来，这样做既简便易行，又拓宽了对基本仪器的应用，但实验的准确度较难把握，因此在实验中要注意：
①按教材图示和实验要求连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；
②打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；
③应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；
④先接通电路再放开纸带；
⑤手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；
⑥重复上述步骤多次，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；（学生的疑问暂且不要解释）
⑦教师一定要提醒学生思考讨论，影响实验准确度的因素有哪些？并给予具体引导，注意培养实事求是的科学态度；
⑧要求学生保存好记录了自由落体运动信息的纸带，为下节课研究运动规律作准备。
问题：完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：
（1）自由落体运动的轨迹是怎样的？
（2）重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？
（3）有的同学从实验结果中得出x∝t2，有的同学得出x∝t，你的结论又如何呢？
（4）相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系？
（5）影响实验精确程度的因素有哪些？
参考：分析纸带可获取信息：
（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；
（2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度；
（3）位移x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，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论。
点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的。
实验探究结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
也可用自由落体运动的闪光照片，测出有关的数据，结合结论Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝…＝aT2，定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动。
【课堂训练】
意大利的城市比萨有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4m，由于塔基问题，塔身发生倾斜，这正是理想的落体实验场所。传说，经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断，曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验。只见伽利略一步一步登上塔顶，一手拿着一只1磅重的小球，另一手拿着一只10磅重的大球，在提醒观众注意后一松手，两只球同时开始笔直下落，伽利略令人信服地胜利了。
这段描述今天已无从落实是否真实地发生过，然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球，比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了。
（1）请同学们补充上述实验的结果──两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的？
（2）这个实验证明了什么结论？
参考结果：（1）同时落地；（2）物体下落过程的运动情况与物体质量无关。
二、自由落体加速度
（探索自由落体运动快、慢的本质）
前面我们多次提到物体下落的“快”、“慢”，这可以是指物体在一定时间内下落距离的大小（或下落一定距离的时间长短），也可以指物体下落的速度大小。那么，对一种变速运动来说，最能反映它的运动本质特点的物理量是什么呢？
引导得出是加速度，因此，我们的问题可以归结为：①仅受重力作用的不同物体是否具有相同的加速度？②自由落体的加速度是多少？
由公式x＝at2/2，根据各不同物体下落相同距离的时间相同，得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度。
1．重力加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。
2．重力加速度的方向
重力加速度的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。
3．重力加速度的大小
利用打点计时器打出的纸带或闪光照片，可定量地计算出g＝9.8m/s2。通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一地点），引导学生学会分析数据，归纳总结规律。
让学生看教材第44页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？
学生猜想，但不宜过多解释。
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。
不同的地理位置，重力加速度的大小不同，随纬度的增加，重力加速度值逐渐变大。通常情况下g
取9.8m/s2
，粗略计算时g
取10m/s2。（初中学过的常数g＝9.8N/㎏，实质上是这里的重力加速度）
【课堂训练】
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图2.5－4是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次。如果要通过这幅照片测量自由落体加速度，可以采用哪几种方法？试一试。照片中的数字是小球距起落点的距离。
三、自由落体运动的规律
自由落体运动是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，只要这些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了。
1．规律
速度变化规律：v＝gt
位移变化规律：x＝
2．推论
v2＝2gx
3．特点
v1∶v2∶v3…＝1∶2∶3
…
x1∶x2∶x3
…
＝12∶22∶32
…
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ…
＝1∶3∶5
…
Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝
…
＝gT2
【讨论与交流】
在现实中，雨滴大约在1.5
km左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样快速的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8
m/s，为什么它们的差别会这么大？
参考：意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下（即不受阻力）由静止开始的运动，叫自由落体运动。那么一切物体的下落都一样快，加速度都为g＝9.8
m/s2，在任意时刻物体的速度vt＝gt，在任意时刻物体下落的高度h＝，这样，可以得出v2＝2gh。现在说说雨滴的下落是否是自由落体吧，首先说说雨滴的形成：由于大量湿空气的上升，随着高度增加压强逐渐减小，水蒸气出现过饱和，使水蒸气凝结而形成小水滴，大量小水滴聚集起来形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力开始下落，又与上升的热水汽形成更大的水珠，这样形成的水滴的下落是自由落体吗 我们先假设水滴下落是自由落体，并且还假设云的高度为2000m，那么这样的水滴下落到地面的速度有多大 由v2＝2gh易计算得到v＝200m/s。
那么水滴在下落时的速度为什么会这么小 原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻碍作用，减慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，这种阻碍作用越强，当水滴的重力与阻碍的力相等时，雨滴就会匀速下落。当雨滴的半径大到某一程度时，受到气流的影响而会分裂，较大的部分继续下落，而较小的又会随上升的气流上升，又起到阻碍大水滴下落的作用，所以我们看到的雨滴不会太大，就是这个道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超过8m/s。
【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，学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点，是对上节内容的有益补充。要突破此重点内容，一定要把握住一点，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v0＝0，a＝g。我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用。在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代入计算。
自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许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着普遍的意义。
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，建立了理想化的物理模型──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要用到。
【布置作业】
教材第45页“问题与练习”。
【做一做】
测定反应时间
日常工作中，有时需要反应灵敏。对于战士、驾驶员、运动员等更是如此。从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫做反应时间。这里介绍一种测定反应时间的简单方法。
请一位同学用两个手指捏住直尺的顶端（图2.5－2），你用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺。测出直尺降落的高度，根据自由落体运动的知识，可以算出你的反应时间。
【做一做】
估测曝光时间
有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图2.5－3所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约2.5m。怎样估算这个照相机的曝光时间？
板书设计
5．自由落体运动
一、自由落体运动
1．自由落体运动
物体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。
2．特点
（1）初速度为零；
（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计；
（3）做自由落体运动的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同。
3．自由落体运动的性质
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1．重力加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。
2．重力加速度的方向
重力加速度的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。
3．重力加速度的大小
不同的地理位置，重力加速度的大小不同，随纬度的增加，重力加速度值逐渐变大。通常情况下g
取9.8m/s2
，粗略计算时g
取10m/s2。（初中学过的常数g＝9.8N/㎏，实质上是这里的重力加速度）
三、自由落体运动的规律
1．规律
速度变化规律：v＝gt
位移变化规律：x＝
2．推论
v2＝2gx
3．特点
v1∶v2∶v3…＝1∶2∶3
…
x1∶x2∶x3
…
＝12∶22∶32
…
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ…
＝1∶3∶5
…
Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝
…
＝gT2
教学反思
本节课最重要是对一些科学研究方法的教学，若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学物理研究方法的教学，则这堂还不能算是一堂成功的课。其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己做实验探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。另外，这节课要注重把实验做好，如果实验不成功，这节课就如同让学生去死记几个结论了，效果不好。《自由落体运动》
一、教材分析
1．课标要求是：“通过实验认识自由落体运动现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验自由落体运动，并理解自由落体运动产生条件与实质。
2．本节是第二章的一个重要而典型的应用型知识点。表现一：落体运动快慢的产生原因分析。二：这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。
3．自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但并没有注意到这一现象的特点，也不明确这就是自由落体运动现象。怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象，而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在，才是本堂课学习重点和难点。
二、学情分析
学生对自由落体运动有感性的认识，但对自由落体运动概念的理解有一定的困难。首先是学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动；其次生活中的落体运动与自由落体运动是有区别的。故在本节课教学中利用了实验探究的方法，让学生体验、分析、归纳、讨论得出结论。激发了学生的学习兴趣，培养学生透过现象看本质的物理意识。
三、教学目标
1．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初速度为零的匀加速直线运动；
能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题；
（3）初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。
2．过程与方法：
（1）经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验自由落体运动现象。
（2）经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。
3．情感、态度与价值观：
（1）体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。
（2）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。
四、重点 难点
重点：掌握自由落体运动的规律。
难点：（1）物体下落快慢影响因素的探究；
（2）自由落体运动的运动性质的分析。
五、教具准备
多媒体课件、牛顿管、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、质量不同的小刚球、直尺等。
课时安排
1课时（40分钟）
七、教学过程
（一）新课引入：
1、复习：什么是匀变速直线运动，其速度公式、位移公式分别是什么？
2、导入：同学们，我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体落得快，物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢？我们这节课就来研究这个问题。
（二）、新课教学
演示实验：让一个纸片与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？
学生：钢球落得快。
老师：对，这就是我们的生活经验，这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的2000多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗？伽利略做过大量的由静止下落的实验，并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料，伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误，他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两铁球同时下落，结果两铁球几乎同时落地。
且再看实验：把刚才的纸片揉成团，和小钢球由静止同时下落，同学再观察：
学生：几乎同时落地。
师：同一个纸片，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢？
学生：这是因为空气的阻力的影响。把纸片揉成团，所受空气的阻力要比纸片所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。
老师：如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，和伽利略的结论一样吗？
演示：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的铜片、羽毛、小木块从静止一起下落。
学生：同时落下。
演示：把小钢球粘在纸片上，与另一个小钢球同时下落。
现象：同时落地。
老师：这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论，给其下一个定义。
学生回答：
在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略的条件下，物体从静止竖直下落。
1、自由落体运动
板书：自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。
［说明］在重力比空气阻力大得多的情况下，可以忽略掉空气阻力，把物体从静止开始下落的运动近似看作自由落体运动.
2、自由落体运动的性质——学生探究实验
师：同学们，我们要研究自由落体运动，就要知道物体下落的那些物理量。
生：（位移、速度、时间）
师：要记录物体运动的位移和时间，就要用什么仪器
生：（打点计时器）
师：好，同学生桌面上有一条纸带，可以打多少次？
生：（2次，两面都可以打）。
把纸带穿过限位孔，用手固定住打点计时器，平方还是竖放？
生：（竖放）
师：为什么
生：(纸带竖直下落，减小空气阻力)。
用绳子挂住勾码，再用铁夹夹在纸带下端，用手捏住纸带的上端，保持纸带竖直，松手，让纸带自由下落。
学生可能会有以下处理方法：
Ⅰ．连续相等时间内的位移之差Δs是一个常数
Ⅱ．速度均匀增大（利用v-t图像）
Ⅲ．s∝t2（利用s-t2图像）──教师当场对书本P47的“问题与练习”的问4的闪光照片上的数据利用计算机的EXCEL的图表功能在投影上演示自由落体的s-t2图像和v-t图像，以扩展学生的思路，开阔学生的眼界，懂得用多种方法进行研究。
师生达成共识：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。（板书）
Vt=at；
x=（1/2）at2
教师引导：根据你处理的数据,请你计算自由落体的加速度。
各小组计算结果公布，教师把结果写在黑板上，（各结果有可能有误差）请同学们讨论在实验误差允许下，不同物体的自由落体运动，它们的加速度是否相同？
结论：相同。
自由落体运动的性质（板书）
⑴在地面附近的同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。
⑵重力加速度g的方向总是竖直向下的。
⑶教师强调我们这里的重力加速度的大小g=9．801
m/s2。在粗略的计算中，可以把g取作10
m/s2
请学生看书本P46的表格，说说能得到的信息：
在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。
3、自由落体运动的规律
因为自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移——速度公式。
学生推导得出：
4．做一做
（反馈应用
巩固知识）
教师：老师有一个仪器，能测出你到底是反应灵敏还是反应迟钝（开玩笑），只要你一捏我就能知道你的反应时间，（边在过道走，边为学生测量，学生的热情和积极性很高）我把它叫做“反应时间测量尺”，你能知道我这把尺子的奥秘吗？
学生：知道
教师：现实生活中人们遇到某种情况时，大脑能迅速作出反应。人从发现情况到作出反应采取行动所需的时间叫做反应时间。有些人反应时间对他们很重要，像运动员，战士，飞行员，司机等。你们也能做一把“反应时间测量尺”吗？，同桌之间相互测一测彼此的反应时间，我们现在不是有一门研究性学习的课程吗！你完全可以用你自己制作的“反应时间测量尺”定一下不同年龄，不同性别，不同职业人的反应时间是多少？也可以看一个人在一天是什么时候反应最快？其实这就是一个很好的研究性学习小课题。
甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是[
]
A.甲比乙先着地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地
关于自由落体运动，下列说法正确的是
[
]
A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半
B.某段位移的中间位置速度等于初速度与末速度和的一半
C.在任何相等时间内速度变化相同
D.在任何相等时间内位移变化相同
一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最
后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h.
(g取10m/s2)
八、板书设计
自由落体运动
1．自由落体运动
（1）物体由只在重力作用下由静止开始的运动叫自由落体运动
（2）自由落体运动下落的快慢与物体质量无关
（3）自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动
2．自由落体加速度
（1）自由落体加速度又叫做重力加速度，通常用符号g来表示
（2）在同一地点，一切在自由落体运动中的物体，加速度都相同
（3）自由落体加速度通常取g=9．8m/s2，方向竖直向下
3．自由落体运动是一个特殊的匀加速直线运动（v0=0，a
=
g）
速度公式：
位移公式：
九、布置作业
课后问题与练习:1、2、3
十、教学反思
1．本节课采取“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识，得出结论”的教学方法，学生在趣味实验的激发中，问题的引领下，“我要学、我想学”的情绪洋溢在整个课堂。通过自主体验、互动、互评、自我评价改变学生以往的学习方式，体现新课程提倡自主学习的新理念。
2．趣味实验虽简单，但对其的热情高涨出乎教学前的预料；自行制作的测定反映时间尺效果非常好；教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。
3．学生自主探究时，有的学生不知道从哪里下手，要求教师给以必要的指导。《自由落体运动》
【学习任务分析】
本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，不仅使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识和规律在实际问题中的应用，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果，体验科学研究的方法，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。
本节教学的重点在于引导学生思考研究自由落体运动的实验原理和方法，特别是利用打点计时器记录运动轨迹和时间的方法及实验数据处理、结论得出、误差分析等实验方法。
本节教学的难点在于实验探究的思路、方法。
【学习者分析】
学生前面已认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法（图象、公式），以及测加速度、处理实验数据等方法。
【教学目标】
1．通过观察演示实验概括出自由落体运动的条件，渗透物理方法，从而培养学生的观察、概括、科学抽象能力。
2．通过学生的合作实验研究自由落体运动的规律，领会科学探究方法（提出问题、猜想假设、设计实验方案、分析实验数据、总结交流结论成果），理解自由落体运动的实质是加速度为g的匀加速直线运动。
3．归纳出自由落体加速度的大小和方向，会判别不同地点重力加速度的大小。
4．运用理想化方法，通过比较重力与空气阻力的大小，将实际问题转化为自由落体问题。
5．会运用匀变速直线运动的规律解决自由落体的问题，激发学生探究科学的热情，增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。
【教学过程设计】
让学生利用已有的知识和方法，经历科学探究的过程，培养科学探究能力，体现物理学是以实验为基础这一特点，具体设计思路流程如右图。虚线框内为探究过程。
【教学过程】
一、通过演示实验，引出要探究的问题
1．概括落体运动是竖直向下的直线运动
(1)悬挂在铁架台上的小球，它受到几个力的作用？（重力、悬线拉力）
演示1：用火将悬线烧断，引导学生观察小球的运动。
（学生观察到：小球在重力作用下，沿竖直方向作直线运动。）
(2)落体运动是最常见的一种运动
演示2：石块、粉笔头从手中落下
(3)结论：任何物体只在重力作用下自由下落，都是沿着竖直方向作直线运动。
（过渡：这节课，我们就来学习一种特殊的下落运动。）
（板书：自由落体运动。）
2．物体下落快慢的因素分析
(1)提出问题：究竟是重的物体下落快还是轻的物体下落快呢？
演示3：等大铁片和纸片同时、等高、无初速下落。
（学生观察到：重的铁片先落地。）
(2)得出“物体越重下落越快”的结论。观点是否正确呢？你能否设计实验证明你的观点？
（激发学生思考）
(3)让学生上讲台演示其设计的实验，并说明其观点。
学生演示：较重的铁纸片和轻小纸团同时、等高、无初速下落，或等大的铁片和纸片叠在一起无初速下落。
（学生观察到：轻小纸团比较重的铁片下落快，或铁片和纸片一样快。）
(4)引导学生得出正确结论
①根据前面的实验和分析，同学们猜想一下，物体下落的快慢跟重力的大小有什么关系呢？（生：没有关系。）
②那怎么解释前面的实验现象呢？
（生：空气阻力影响了物体下落的快慢。）
③同学们猜想一下，如果完全没有空气阻力的影响，轻、重物体谁下落得快呢？
演示4：科普知识：1971年美国宇航员斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面。
演示5：钱羽管实验
（学生观察到：在抽去空气的钱羽管内，轻重不同的铁片、羽毛同时落下。）
结论：在没有空气阻力时，物体下落的快慢跟物体重力无关。我们把这样的运动称为自由落体运动。
（板书：定义：物体只在重力作用下，由静止开始的下落运动叫自由落体运动。）
(5)在日常生活中，我们平时见到的落体运动由于大气层的存在，自由落体运动是一种理想运动，但掌握了这种理想运动的规律，也就为研究实际运动打下了基础。当空气阻力不太大，与重力相比较可以忽略时，实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动。
（让学生体会自由落体运动有着普遍的意义和现代科技的发展与人类科学探究进程的关系。）
演示6：体积相同的小木球和小铁球同时、同高、无初速落下。
（学生观察到：两球几乎同时落地。）
结论：（板书：自由落体运动的条件：a·从静止开始下落，初速为零；b．只受重力，或其他力可忽略不计。）
（说明：让学生思考、讨论，明确空气阻力使下落物体的运动表现得很复杂，科学研究的第一步是先忽略空气阻力，研究物体不受空气阻力的运动。在这样的学习中，学生不仅可以提高观察与推理的能力，而且会逐渐形成观察与思考的习惯。）
（过渡：人们根据简单的观察所得到的直觉观念和结论往往不一定都是可靠的，应当用科学实验对它们进行检验。）
二、探索研究过程
1．提出问题
(1)那么自由落体运动是什么性质的运动呢？（生：（部分）是匀变速直线运动。）如是，怎样通过实验验证？
(2)它的加速度与哪些因素有关？与落体质量有关吗？
(3)你的说法有根据吗？你研究过吗？（反问）
2．猜想假设
(l)落体运动既然是自然界最常见、最普遍的一种运动，那么其中必然蕴藏着最简单的规律。
(2)方法教育：大物理学家们对猜想假设的理解。
一旦科学插上幻想的翅膀，它就能赢得胜利。──法拉第（英国）
没有大胆的猜测就作不出伟大的发现。──牛顿（英国）
(3)让学生大胆猜想自由落体运动是一种最简单的一种变速运动──初速度为零的匀加速直线运动。
(4)怎样研究物体运动的规律？
对于初速度为零的匀加速直线运动，加速度为常量，物体运动的位移s、时间t、速度v之间存在如下关系：
3．设计实验方案（教师引导，学生通过学生分组合作讨论，提出设计方案。）
方案一：用打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动
设计原理：
设计要求：
(1)如何提高本实验的准确度？
(2)完成实验后，对纸带进行分析，如何判断其是匀变速运动？
(3)如何利用实验来说明不同物体的自由落体运动规律相同？
设计思路：用打点计时器研究物体的运动时，为提高实验的准确度，应从减少阻力、正确安装器材及操作步骤合理等入手。打点计时器最大的特点就是每打两点的时间间隔相等，它直接记录下的实际是物体在连续相等时间间隔内的位移，通过研究这些位移，看连续相等时间间隔内的位移差△s是否相等，从而得知物体的运动性质。
设计结果：
(1)由自由落体运动的定义知，要提高实验的准确度，应该从尽量减少阻力入手。具体办法是：整个装置应竖直（如图所示），纸带应平行于打点计时器的限位孔，先打点后放手等。
(2)从相邻两点间的距离可看出，物体越往下落，相同时间间隔内下落的距离越大，即速度越来越大。
(3)各组利用各自的纸带选择清晰的，并量出相邻各点间的距离。
分组实验：按设计要求操作实验，进行分组实验时，同组实验者要求相互合作。各组实验时所用的重物质量、形状各不相同。
（说明：学生可能会根据匀变速运动的特点会提出多种方案，以下方案的设计老师要给予肯定，有条件的可以根据实际条件进行教师课堂演示，没条件的可以用光电门替代，作为学生课外研究性课题。）
方案二：利用找出落体物体的速度与时间的关系
测速度随时间变化的关系
方案三：利用找出落体物体的位移与时间的关系
测位移随时间变化的关系
设计原理：v-t图s-t图
设计思路：利用仪器测出v、s、t各量
设计结果：通过描点作图，得出图象对应的规律。
（说明：教师对以上几种方案进行评价，特别对于方案一要着重分析引导，有利于养成良好的实验习惯。对于方案二、三教师先给予肯定，利用大屏幕投影进行演示。给学生介绍随现代科技的发展，有一种仪器(如图)
利用Logger
Pro软件自动识别连接在Lab-Pro上的运动传感器，能直接读出自由下落物体的速度和位移，不仅会大大缩短实验时间，而且能解决处理数据时遇到的如何计算速度这一难题。）
4．分析实验数据
方案一：
利用量出的SAB、SBC、SCD算出△s，看是否在实验误差范围内相等。若是相等，利用△s=aT2计算出a=？并根据纸带判断出A的方向。
方案二：利用Logger
Pro软件做出v-t图象。如图。
方案三：利用Logger
Pro软件做出s-t图象。如图。
5．总结交流结论成果
方案一：利用各组实验数据分析，进行交流，判断得出结论是否相同？算出的口是否相等？
进行交流后，发现不同物体所做的试验结论都相差不大，都在9．5
m/s2左右，在实验误差范围内可以认为相同。
方案二、三：利用logger
Pro软件对图象进行拟合后，得出的A接近9．8m/s2。
结论：轻重物体下落快慢相同，都做初速度为零的匀变速直线运动，A接近9．8
m/s2。方案一偏差较大且值都偏小的原因是阻力影响较大（纸带与限位孔、空气阻力等）。
板书：(1)运动性质：初速度为零的匀变速直线运动。
·不同重量的物体加速度相同；这个加速度称为重力加速度。
·加速度的大小为：____（学生由实验中测量的值）。
板书：(2)自由落体的加速度──重力加速度g
在同一地点，一切物体做自由落体的加速度都相同。
强调：“在同一地点”。就是说，在不同的地点，物体自由落体的加速度不同。（教师介绍精确实验测定的北极9．832
m/
s2、北京9．801m/s2、长沙9．791m/s2、赤道9．780m/s2的重力加速度值，总结出：越靠近赤道，重力加速度的值越小；越靠近两极，重力加速度的值越大。并给出一般取值。）
板书：通常计算中，g=9．8m/s2
方向：竖直向下。
6．探究过程小结：通过观察、思考、分析，提出所要研究的问题，然后作出假设，选择实验方案，分析实验数据、总结交流结论成果，是科学探究的重要途径。
三、应用
1．闪光照片
现代科学发展为我们研究自由落体运动的性质提供了更为科学的手段，请同学们看彩图，彩图是自由落体的小球的闪光照片按比例的缩小图。（简介闪光照相）照片上相邻的球是相隔1/30秒的时间拍摄的，请大家用刻度尺测相邻的每两个球之间的距离S，在计算出相邻每两段的位移差，看是否是恒量？
（生：（测量、计算）是恒量，说明自由落体运动是匀变速直线运动。）
2．能否找出刚才纸带上所打的第一个点吗？
（利用
只要距第二个点约为2
mm的点）
3．为了测出井口到井里水面的深度，身边没有尺子，但有一秒表，如何粗略测量其深度。可让一个小石块从井口下落，若测得经2s钟听到石块落到水面的声音，求井口到水面的大约深。（不计声音传播的时间）(19．6米)
小结：从这题中可以看到应用自由落体运动规律，我们可以把长度测量问题转换为时间测量问题。这是物理学研究中常用的测量转换方法。
4．（参见教科书44页做一做）测定反应时间：测人的反应时间，一个人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。
可以用下面方法测定：请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，请你拳起一只手的手指在木尺的下部，作握尺的准备，但手的任何部位都不要碰到木尺，当看到那位同学放手时，你立即握木尺，测出木尺下降的高度，就可以用自由落体规律求出反应时间。假设测得某人握住木尺时，木尺下降了20
cm，求该人的反应时间。
5．测量“傻瓜”照相机曝光时间（参见书44页做一做）
总结：运动规律：公式：
【板书设计】
《自由落体运动》
教材分析
自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落的一种理想模型，是一种典型的匀变速直线运动，对自由落体运动的深入分析有利于学生更加深刻的理解匀变速直线运动，也为后面的平抛运动的学习打好基础。这次新教材对这部分的内容分为二块。一块通过演示、实验，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。另一块介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。本人根据以往的教学经验和学生的认识规律，对这部分教材做了调整。先介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，得出什么叫自由落体，渗透人文教育。接着重点讨论自由落体运动的性质。最后是对自由落体的规律运用。本节课是在知道了什么是自由落体的基础上通过实验探究自由落体的运动性质。
教学目标
1、知识与技能
（1）理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件.
（2）理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向.
（3）掌握并能够运用自由落体运动的规律.
2、过程与方法
（1）加强感性认识，进一步上升到理性认识.
（2）类比得出自由落体运动的规律.
3、情感、态度与价值观
（1）实践出真知，实验见规律性.
（2）去伪存真的科学态度、方法.
教学重点
1．自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2．掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。
教学难点
演示实验和探究实验的技巧及自由落体运动规律的得出.
教学过程
设计思想：
先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；
通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；
用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；
了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；
着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；
总结自由落体运动特点及重力加速度；
应用训练
引入
：
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）
游戏
师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？
生：测量物体长度的！
师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？请大家结合日常生活经验回答问题。
生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。
师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。
教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。
师：物体下落快慢是由质量决定吗？
生：不是的！
师：为什么这样说？
生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。
师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？
生：我想应该是空气阻力。
猜想
师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。
验证
牛顿管实验：
师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师：
1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？
生：没有空气阻力，则物体只受重力。
师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。
师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？
生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。
师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律
师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？
生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
师：实验结论是什么？
生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师：如何得出这个结论？
生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。
师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？
生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。
师：其他同学的结果呢？
生：我的也差不多。
关键点提问
师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？
生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。
课堂小结
通过学生探究实验和教师的演示实验，激发学生的学习兴趣．强调学生是学习的主人，突出学生的探究性学习．教学时可要求学生推导自由落体运动的公式，以培养学生自主性学习的能力，但不必过分要求学生深入地掌握和应用该知识．但是作为匀变速直线运动的特例应指导学生明白所有匀变速直线运动的公示和规律对自由落体都适用
