2.5自由落体运动
【概述】
本节教学采用“设定情景，提出问题”——“分析问题，提问假设”——“设计实验，验证假设”——“分析结论，得出结果”的程序设计课堂教学, 逐步深入探索自由落体运动的特点、性质、规律及应用，使学生从对现象的表面观察到对现象的本质特征的掌握。这既是科学的再发现过程，又是学生获得新知识、掌握知识的过程
【三维目标】
（一）知识与技能
1.知道什么是自由落体运动。
2.掌握自由落体运动的规律和自由落体加速度。
3.能应用自由落体运动规律解决实际问题。
（二）过程与方法
1.通过实验和分析推论，掌握自由落体运动的规律。
2.通过探究活动,掌握自由落体运动规律的应用。
（三）情感态度与价值观
培养学生在科学研究中的逻辑思维素质，培养学生把实验和逻辑推理（包括数学推演）相结合的能力。
【重难点】
重点：自由落体运动的规律和特点。
难点：自由落体运动的加速度。
【课时问题设计】
1.用直尺测量人的反应时间是如何实现的？
2.物体下落的快慢一样吗？
3.纸片和纸团的下落快慢不一样，是受什么影响？
4.牛顿管实验的现象说明了什么问题？
5.物体做自由落体运动的条件是什么？
6.自由落体运动是什么性质的运动？
7.自由落体运动的规律？
【所需教学资源】
1.一张新加坡纸币
2.一个能测反应时间的直尺
3.纸片、橡皮
4.牛顿管、抽气机
5.小球做自由落体运动的频闪照片
6.用石头测洞深的漫画
7.游乐场挑战自由落体的视频
【教学支撑环境】
具备实物投影功能的多媒体教室、笔记本电脑
【预期的学习成果】
1.理解自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件
2.利用小球自由下落的频闪照片判断自由落体的运动性质
3.把匀变速直线运动的基本公式改写成自由落体运动的公式
4.能解释直尺测反应时间的原理
5.能解释石头测洞深的原理
【学习活动设计】
活动顺序及
时间安排
学生活动
教师活动
设计意图
一、新课引入
1.观赏纸币
2.积极参与到捏纸币的游戏中
3.分析几位同学没有捏住下落的纸币的原因：反应时间
4.体验测量反应时间
今天我为大家带来了一份小礼物：一张新加坡纸币。这张纸币印刷精美，有一定的收藏价值，想送给某位同学作纪念，哪位同学想得到它？
每个同学都想要，这让我很为难。我们通过一个小游戏来决定送给谁。
游戏规则：把手放到钱币的中间位置，看到纸币下落用手指捏住纸币。
很遗憾，几位同学都没有接住这张纸币，这是什么原因呢？
“神奇的直尺”测量人的反应时间
一把小小的尺子怎么会有这么神奇的本领呢？你想不想拥有这样一把神奇的尺子？
带着这个美好的愿望，开始学习第五节《自由落体运动》
板书课题
通过捏纸币的小游戏和直尺测反应时间的小活动，迅速吸引学生的注意力，充分调动学生的兴趣，为学习后面的内容做铺垫。
二、新课教学：认识自由落体运动
1.将课前准备好的纸片和橡皮从同一高度同时释放，观察实验现象。
2.将纸片揉成团然后和橡皮从同一高度同时释放，观察实验现象。
3.思考讨论造成两次实验结果不一样的原因。
4.观察牛顿管实验，思考现象说明的问题。
5.阅读课本，回答问题。
引导学生自己动手完成实验1：将课前准备好的纸片和橡皮从同一高度同时释放，观察实验现象。
提问：你看到了什么现象？这说明什么？
引导学生自己动手完成实验2：将纸片揉成团然后和橡皮从同一高度同时释放，观察实验现象。
提问：这次实验你又看到了什么现象？这说明什么？
为什么两次实验得到的结果不一样呢？是什么影响了实验结果？
是空气阻力影响了我们的实验结果，要在真空环境中才能得到正确的结论。
展示牛顿管
演示牛顿管实验：
1.不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察羽毛和铁片的运动情况
2.抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察羽毛和铁片的运动情况
提问：这些实验现象说明了什么？
结论：在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落的一样快。
要求学生阅读课本43页完成以下两个问题：
1.自由落体运动的定义
2.物体做自由落体运动的条件
板书定义和条件
通过多组对比实验，让学生深刻认识到物体下落快慢跟质量无关，并对自由落体运动有一个清醒和直观的认识。
三、新课教学：研究自由落体运动
1.猜想自由落体运动的性质。
2.设计实验方案
3.采用方案二，补全导学案上的表格，完成实验验证。
4.通过表格中的数据计算加速度。
5.阅读课本完成导学案上对应的问题。
6. 用v、g、h表示自由落体运动的末速度、加速度、位移，写出对应的自由落体运动的公式
提出问题：自由落体运动是什么性质的运动？
如何验证自由落体运动是匀加速直线运动？
引导学生完成验证方案：
方案一：利用打点计时器记录自由落体运动，分析纸带，若满足 则说明是匀加速直线运动。（本方案留给学生课后去实验室进行）
方案二：利用频闪照相的方法，记录物体的运动，若满足 则说明是匀加速直线运动。
利用实物投影展示学生完成的数据分析。
归纳结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。
提出问题：自由落体运动的加速度是多大呢？
根据计算结果引入自由落体加速度。
要求学生阅读课本44页，完成以下问题：
1．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 ，也叫做 ，通常用 表示。
2．重力加速度的方向 。
3．一般计算中重力加速度的大小取 或 。
4．观察课本44页不同地点重力加速度的大小，可以看出纬度越高，重力加速度的大小越 。
前面学习的匀变速直线运动的基本公式对自由落体运动同样适用，分别用v、g、h表示自由落体运动的末速度、加速度、位移，写出对应的自由落体运动的公式
学生上黑板改写公式：
通过频闪照片验证自由落体运动是匀加速直线运动，帮助学生加深对自由落体运动的理解。
认识自由落体加速度的大小和方向。
让学生掌握自由落体运动的规律
五、巩固练习：学以致用
1.利用自由落体运动的规律解释直尺测反应时间的原理。
2.解释漫画中体现的物理原理
3.观看视频，解决问题。
揭秘直尺测反应时间的原理。
多媒体展示漫画：石头测洞深
自由落体运动的规律不仅可以帮助我们解决生活中的一些实际问题，也可以给我们的生活带来很多乐趣。在大型游乐场中，有很多惊险刺激的娱乐项目都跟自由落体有关，通过视频感受一下。
播放游乐场中挑战自由落体的视频
引出问题：
挑战者从离网面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2）,经过多长时间挑战者落到网面上？他接触网面时的速度多大？
通过漫画和精彩的视频，让学生体会物理规律在生活中的运用，激发学生学习热情。
六、课堂小结
总结本节课所学
引导学生总结，并补充说明
回顾本节知识
七、课后作业
记录并完成作业
布置作业：完成导学案上的巩固练习题
巩固所学
课件11张PPT。第二章 匀变速直线运动 第5节 自由落体运动 高中物理人教版 必修12.5自由落体运动2.5自由落体运动1.定义：2.物体做自由落体运动运动的条件：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。自由落体运动是怎样的直线运动呢？2.5自由落体运动怎样验证我们的猜想是否正确呢？验证结果：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。2.5自由落体运动自由落体运动的加速度是多少呢？纬度越高，g 值越大 自由落体运动规律学以致用你敢试试吗【练习】挑战者从离网面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2）,经过多长时间挑战者落到网面上？他接触网面时的速度多大？一、自由落体运动的定义和条件；三、重力加速度g的大小和方向。二、自由落体运动的特点和规律；课堂小结第五节 自由落体运动
【学习目标】 掌握自由落体运动特点和规律
【学习重点】 理解自由落体运动的分析方法
【学习过程】
一、自由落体运动
1．亚里士多德认为物体的质量越大，下落的时间就越短，下落越快。他的观点正确吗？
2．看一看：“牛顿管”的实验
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 。这说明在不考虑空气阻力的情况下，物体下落的快慢与物体的质量 。
3．自由落体运动是物体只在 作用下从 开始下落的运动。如果空气的阻力作用比较小，可以 ，物体的下落也可以近似看作 。
4．自由落体运动
猜想：自由落体是 运动。
思考：如何证明你的猜想？
请分析课本45页图2.5-4的频闪照片，完成以下两个表格。
第1个0.04s内下落距离（S1）
第2个0.04s内下落距离（S2）
第3个0.04s内下落距离（S3）
第4个0.04s内下落距离（S4）
第5个0.04s内下落距离（S5）
S2—S1
S3—S2
S4—S3
S5—S4
结论：
二、自由落体加速度
1．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 ，也叫做 ，通常用 表示。
2．重力加速度的方向 。
3．一般计算中重力加速度的大小取 或 。
4．观察课本44页不同地点重力加速度的大小，可以看出纬度越高，重力加速度的大小越 。
5．将匀变速直线运动的基本公式和推论变成自由落体运动的。
三、案例分析
【案例1】下图漫画中采用了什么方法测量洞的深度？分析这种测量方法的误差。
【案例2】物体从离地面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A、物体运动3s后落地
B、物体落地时的速度大小为30m/s
C、物体在落地前最后1s内的位移为45m
D、物体在整个下落过程中的平均速度为30m/s
【案例3】日常生活中，当发生某些情况时，人们能及时采取相应的行动。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。请阅读课本44页《测定反应时间》，估算图中A点对应的反应时间。（g=10m/s2）
【巩固练习】
1．下列说法正确的是 ( )
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动。
B．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动。
C．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
D．当可以忽略空气阻力时，物体由静止开始的下落可以看作自由落体运动。
2．一物体从H高度处自由落下，经时间t落地，当下落时间为时，离地面的高度（ ）
A． B． C． D．
3．物体从某一高度自由下落，到达地面时的速度与在一半高度处的速度之比是（ ）
A． B． C．2：1 D．4：1
