课题：自由落体运动
设计思想
本节课的教学设计中首先复习回顾已有知识来检查学生的认知前提，通过学生对问题探究兴趣的开发来培养学生学习新课的情感前提。将物理教学的基本特征“四个以”贯穿始终。通过史实初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。经历匀变速直线运动的实验研究过程，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。
学生是课堂的主体，教师是连接学生与教材的桥梁，教师通过引导学生探究的方式帮助学生经历学习的过程、体会学习的方法 。让学生体验到物理现象就在身边，物理知识不仅有趣，而且还很有价值。在此教与学的过程中促进学生科学的价值观和世界观的形成。
学情分析
教学内容分析
自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动。关于自由落体运动的学习分成两节来讲授。本节按照伽利略对自由落体运动的研究过程和科学思维过程，使学生认识自由落体运动。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。下一节讲解自由落体运动模型的应用，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。
学生分析
有利条件：能够比较熟练的运用匀变速直线运动规律。
不利条件：对“影响物体下落快慢的因素”有根深蒂固的感性认识。
我校学生特点：基础比较差但有好奇心。
教学目标
知识与技能
(1) 理解自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动。
(2) 知道什么是自由落体的加速度，知道在地球上的不同地方重力加速度大小不同。
(3)掌握自由落体运动的规律，能运用自由落体运动规律解决有关的简单问题。
过程与方法
（1）了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
（2）引导学生进行物理实验设计，根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。
（3）引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的实质。
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达能力。
(2) 通过对“伽利略对自由落体运动的研究”的学习，渗透物理科学研究方法，体会科学探究的艰辛，并感受先辈大师崇尚科学、勇于探索的人格魅力。
(3)充分利用随堂活动及课外练习，激发学生自主研究身边的物理现象，主动学习探究自然规律的兴趣。
教学重点难点
教学重点
自由落体的概念、体会伽利略的科学推理的方法和通过实验探究自由落体运动规律的过程．
教学难点
伽利略的理想外推，探究自由落体运动的匀变速的性质。
教学过程
教学活动
学生活动
设计意图
（一）复习提问
（1）匀变速直线运动规律
速度-时间关系：
位移-时间关系：
速度-位移关系：
连续相等的时间Ｔ内的位移差：
（2）匀变速直线运动的特点是什么？
从加速度角度: 加速度大小和方向保持不变
从速度的角度: 速度在均匀的变化
从位移的角度: 位移与时间成二次函数关系
从位移差角度：连续相等的时间Ｔ内的位移差相等
（二）情境导入
比一比：看看谁反应的更快？
（三）讲授新课
地面上物体自由下落是一种常见的运动。
问题：不同物体的自由下落运动，情况是否相同呢？
（即重的物体下落快还是轻的物体下落快？）
探究一：
不同轻重的物体，下落的快慢是否相同？
演示实验：电话卡和纸片几次的下落对比
结论: 物体下落快慢与重量无关
历史的争论
亚里士多德认为重的物体降落快，轻的物体降落慢。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。
伽利略则提出物体下落时运动的快慢与物体所受的重力无关。
伽利略的贡献
发现问题：巧妙的推理
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？
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，从而下落得应更快。
2.局部分析：A物体下落得快，受到一个下落慢的物体B的作用，结果就象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些，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士多德的观点，从而得出
结论：重物体不比轻物体下落得快。
探究二：是什么原因使下落运动变得这么复杂？
为什么有时重的物体下落快，有时轻的物体下落快？有时轻重物体又是同时下落?
空气阻力对金属球影响较小，所以下落得快
空气阻力对纸影响较大，所以下落得慢
结论:空气阻力是影响物体下落快慢的主要因素。
猜想：两物体在无阻力（或空气阻力忽略）情况下自由下落会如何呢?
世界著名的比萨斜塔实验证明：重的铁球和轻的铁球下落快慢相同
问题：在没有空气的空间里,情况又是如何? 牛顿管实验
结 论：在没有空气的空间里，物体下落的快慢相同。
美国宇航员大卫斯哥特在月球上同一高度同时释放了一个锤子和一根羽毛, 他发现两者同时落地。
一．自由落体运动
1.定义: 物体在只受重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。
2.特点:
⑴V0=0
⑵只受重力作用
如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物理的下落也可以近似看作自由落体运动。
问题：那这种下落运动到底是一种怎样的运动呢？
轨迹——直线，运动特征——加速，是否为匀加速？
伽利略的研究方法：
发现问题 提出假说 数学推理
实验验证 合理外推
科学推理：伽利略理想斜面实验
实验验证：伽利略让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下，做了上百次实验，小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多，所以时间容易测量些。
实验结果表明，光滑斜面倾角保持不变，从不同位置让小球滚下，小球通过的位移跟所用时间的平方之比是不变的，由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动。
x∝t2
合理外推：
用逻辑推理外推到斜面倾角增大到900的情况小球将自由下落，成为自由落体，伽利略认为，这时小球仍然会保持匀变速运动的性质。
探究三：研究自由落体运动的性质
频闪时间间隔为1/60 s
x1=2.10cm-1.30cm=0.80cm
x2=3.17cm-2.10cm=1.07cm
x3=4.51cm-3.17cm=1.34cm
x4=6.17cm-4.51cm=1.61cm
△x=x2-x1=1.07cm-0.80cm=0.27cm
x3-x2=1.34cm-1.07cm=0.27cm
x4-x3=1.61cm-1.34cm=0.27cm
依照△x= aT2 T=1/60秒
解得：a=△x/T2=9.8m/s2
二、自由落体的运动实质：初速度为零的匀加速直线运动
三、自由落体加速度g（重力加速度)
1、大小：一般取 g=9.8m/s2 ，
粗略计算取 g=10m/s2 。
2、方向：竖直向下
3、在同一地点， g相同，
地球上不同地点，g不同。
你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。
四、自由落体运动规律
a=g
v0=0
知识迁移
测定反应时间：人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间。你能否制做一种“魔尺”，从尺上直接看出人的反应时间
测定原理：自由落体运动规律
（四）课堂练习
小试身手：屋檐上水滴下落过程可以近似看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多少？ g=10m/s2
大显身手：如何测量悬崖、峡谷的高度及井的深度？
（五）课堂小结：学生自主发言总结收获
（六）作业：教材课后习题
思考题：测曝光时间（如上图）
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。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 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？
教学反思
本节课的教学中从学生的日常生活经验出发，通过小游戏和小实验，使学生觉得物理知识如此贴近我们生活如此有趣。逐步提出问题，不断引发矛盾，让学生自己得出结论。
课堂容量过大，给学生留白思考时间较少，个别探究没有达到预期效果。
两个同学到黑板上默写公式，其他学生在纸上默写公式。
在师的引导下分析回顾匀变速直线运动的特点。
两名同学比较反应时间的快慢。
观察多媒体上的落体运动特点。
仔细观察实验现象，并进行比较和总结。
知道历史上的观点。
仔细阅读教材上的伽利略的发现问题的过程。
分析空气阻力的对物理下落到的影响。
了解比萨斜塔和物理学史的故事。
仔细观察牛顿管实验现象。
了解月球是目前人类到达的除地球外的唯一星体。月球上没有空气，是进行自由落体实验的理想场所。
知道理想斜面实验的研究过程以及合理外推的方法。
了解频闪照片的性质和特点。
总结自由落体运动的性质。
观察表格中数据的特点，总结归纳。
通过学过的匀变速直线运动规律总结自由落体运动规律。
自己解决课前“魔尺”的留下的问题。
解决课堂练习相应问题。
回顾本节课的重要内容。
课下完成思考题。
通过提问为本节课的学习做知识铺垫。
通过小游戏迅速吸引学生注意力，并设置悬念，激发学生学习兴趣。
以生活中的一些现象为切入点，展开对自由落体运动的探索。
从生活入手，让学生在真实的案例中分析问题，体会物理模型来源与生活。
体会实验在物理问题研究中的作用，培养学生观察能力，利用物理语言归纳总结能力。
跨越时空的对话，了解一定的物理学史和相关的物理观点。
回归教材，体会伽利略研究落体运动的过程和方法。
把生活中的自由下落运动升华为自由 落体运动，强调物理条件的重要性。
概念的强调有助于学生形成严谨的科学态度。
逐步体会伽利略的研究方法，
学习科学家的探索精神。
根据实验数据，师生共同提炼教学内容要点，在教学活动中建立民主、平等、交流互动的师生关系。
培养学生的自主学习能力,提高归纳及表达能力。
由知识迁移引导学生总结自由落体规律，加深学生的理解。
解决问题，回扣情景导入。
应用规律解决简单实际问题。
培养学生联系实际问题能力，解决实际问题能力。
培养学生总结和语言的表达能力。
课后延展，解决实际问题。
课件31张PPT。对自由落体运动的探究
（2）匀变速直线运动的特点？从加速度的角度: 加速度大小和方向保持不变.
从速度的角度: 速度在均匀的变化.
从位移的角度: 位移与时间成二次函数关系复习提问（1）匀变速直线运动规律速度-时间关系：
位移-时间关系：
速度-位移关系：
连续相等的时间Ｔ内的位移差：情境导入看看谁反应的更快？比一比问题：不同物体的下落运动，
情况是否相同呢？
（即重的物体下落快还是轻的物体下落快？）地面上物体自由下落是一种常见的运动。探究一：
不同轻重的物体，下落的快慢是否相同？ 猜想1：结论: 物体下落快慢与重量无关历史的争论不信咱俩去比萨斜塔做实验 你不对我说的对去就去，谁怕谁呀！
前384～前3221564～1642观察与思考实验加数学开创了近代物理
研究的新方法从公元前4世纪至公元17世纪，这种观念统治了人们两千多年之久。整体分析：mc=mA+mBVA=8m/s VB=4m/sVc>8m/s伽利略的贡献发现问题：巧妙的推理 mA>mB
从同一高度下落
局部分析：
伽利略用归谬法巧妙地否定了亚里士多德的观点，从而得出结论：重物体不比轻物体下落得快。VA=8m/s VB=4m/s4伽利略的贡献结论:空气阻力是影响物体下落快慢的
主要因素。空气阻力对金属球影响较小，所以下落得快空气阻力对纸影响较大，所以下落得慢探究二：是什么原因使下落运动变得这么复杂？世界著名的
比萨斜塔实验重的铁球和轻的
铁球下落快慢相同1590年猜想：两物体在无阻力（或空气阻力忽略）情况下自由下落会如何呢?问题：在没有空气的空间里,情况又是如何?牛顿管实验 美国宇航员大卫·斯哥特在月球上同一高度同时释放了一个锤子和一根羽毛, 他发现两者同时落地一．自由落体运动1.定义: 物体在只受重力作用下，从静止开始
下落的运动叫自由落体运动。那这种下落运动到底是一种怎样的运动呢？⑴V0 = 0⑵只受重力作用2.特点:如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物理的下落也可以近似看作自由落体运动。轨迹——加速?运动特征—匀加速直线?伽利略的研究方法：结论：小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动。科学推理伽利略理想斜面实验x∝t2
伽利略认为：
小球自由落下仍然会保持匀变速运动的性质。合理外推探究三：研究自由落体运动的性质频闪时间间隔为1/60 sx3=4.51cm-3.17cm=1.34cm△x=x2-x1= x3-x2=x4-x3x1=2.10cm-1.30cm=0.80cmx2=3.17cm-2.10cm=1.07cmx4=6.17cm-4.51cm=1.61cm1.07cm-0.80cm1.34cm-1.07cm=1.61cm-1.34cm=0.27cm二、自由落体的运动实质：
初速度为零的匀加速直线运动
=0.27cm
=0.27cm
三、自由落体加速度g（重力加速度)
1、大小：一般取 g=9.8m/s2 ，
粗略计算取 g=10m/s2 。
2、方向：竖直向下
3、在同一地点， g相同，
地球上不同地点，g不同。四、自由落体运动规律a=gv0=0知识迁移做一做测定反应时间测定原理：自由落体运动规律h= gt2“魔尺”自由落体运动二、实质：是初速度为零、加速度为g的匀加速直线动。一、概念：只受重力作用，从静止自由下落四、运动规律三、重力加速度1、大小
2、方向
3、变化v = gth = gt2/2v2 = 2gh课堂小结 屋檐上水滴下落过程可以近似看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多少？ g=10m/s2 小试身手自由落体运动的应用如何测量悬崖、峡谷的高度及井的深度测高度 测井深大显身手?为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口下落，经过2．0s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的深度 ？（忽略声音传播时间）思考题：测曝光时间
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。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 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？ 你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。？赤道：
g=9.780m/s2北京：
g=9.801m/s2北极：
g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大
莫斯科：
g=9.816m/s2
