(共15张PPT)
自由落体运动
亚里士多德和伽利略眼中的落体运动
亚里士多德：物体下落的快慢是由他们的重量决定的，物体越重，下落越快。
伽利略：物体下落的快慢与重量无关
牛顿管实验
【结论】
1．空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素。
2．在没有空气阻力时，在同一地方任何物体自由下落的快慢相同。
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。
2 、条件:
(1)初速度为零，即 :V0=0
(2)只受重力，若受到空气阻力，在f空 ? G的情况下，可以忽略空气的阻力， 物体从静止开始下落就可以看作自由落体运动。
二、自由落体运动：
自由落体加速度
三、自由落体加速度：
1 、在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同。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来表示。
2、重力加速度g(自由落体加速度)
(1)方向:总是竖直向下的。
(2)大小: g=9.8m/s2?，粗略计算可取g=10m/s2
自由落体加速度
地 点 纬 度 重力加速(m·s-2) 特 点
赤道 0° 9.780 最小
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 最大
重力加速度的数值
标准值:g=9.806m/s
在地球上不同的地方,g的大小不同.g随纬度的增加而增大（赤道g最小，两极g最大) ,g随高度的增加而减小。
自由落体运动的速度和位移
四、自由落体运动的速度
根据加速度的定义：
在自由落体运动中：
因此，物体下落经过时间t的速度：
即物体自由下落时其瞬时速度与运动时间成正比
v0=0,a=g
vt=gt
五、自由落体运动的位移
1、匀速运动的位移 x=vt
v
t
结论：
匀速直线运动的位移就是v–t 图线与纵、横 轴所夹的矩形“面积”。
自由落体运动的位移
设计方案:从v-t图象中探究自由落体运动的位移
分割
自由落体运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示
结
论
自由落体运动的位移
收获：由图可知：三角形OAB的面积S=AB×OA/2
代入各物理量得：
又v=gt
得：
三角形的面积就代表做自由落体运动物体在0到t（此时速度为v）这段时间的位移。
自由落体运动的位移
多学一点：你能否根据自由落体运动的速度公式和位移公式推导出自由落体速度与位移的关系？
自由落体运动的应用
测定反应时间
操作：一位同学捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，你用一只手在直尺的零刻度处做握住木尺的准备。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺.直尺下落的距离，即为你所捏处的刻度值。根据位移公式可计算出直尺下落的时间。直尺下落的时间就是你的反应时间。
自由落体运动
例2、 将甲、乙两物体从同一高度由静止释放，已知甲物体的重力是乙的3倍，空气阻力忽略不计，则 （ ）
A.甲一定先落地 B.乙一定先落地
C.甲、乙同时落地 D.乙可能先落地
C
典型例题
2.关于自由落体运动，以下说法正确的是( )
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．当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体从静止自由下落可视为自由落体运动
当堂测试
产生的条件
只受重力作用
从静止开始
BCD
①什么叫自由落体运动？自由落体运动的 条件是什么？
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。
③重力加速度的大小和方向如何？
大小：g=9.8m/s2? 方向：竖直向下
④如何用解决自由落体问题？
v = g t h = gt2/2
总结与归纳
谢谢大家
课 时 教 案
课题： §2.2自由落体运动 2019年9月
目标要求 学科素养 物理观念：知道落体运动及条件；掌握自由落体加速度。
科学思维：能够运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题；
科学探究：会通过实验探究落体运动规律，了解伽利略研究的科学方法和实验构思；
科学探究：会利用打点计时器测量自由落体加速度。
教学重点 1．自由落体运动的规律及应用
2．伽利略研究落体运动的科学思维方法
3．
教学难点 1．落体运动规律的熟练应用
2．伽利略巧妙的实验构思
3．
高考考点
课 型 新授课 教 具 牛顿管、纸张
教 法
教 学 过 程
教学环节 教师活动预设 学生活动预设
引入新课： 设计抓尺游戏从而引出自由落体运动。 首先我和同学们做个游戏，请一位同学配合我给大家做一个示范。教师让尺子做自由落体运动让学生抓尺（拇指和食指来捏，其余手指不要阻挡尺的下落） 实验后提问: 能不能用尺子的下落运动测一下你的反应时间？为什么两次抓的刻度不一样呢?尺子的下落运动是怎样的运动？这节课就让我们来学习这一运动。 学生上台做实验，教师提问。 学生阅读课本前问题，讨论什么因素影响物体下落快慢
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物体的下落快慢和轻重没有关系的结论在今天看来似乎并不难以接受，但这个结论却是伽利略在经历了长时间的思考和实践后才得出的。 人们日常生活的经验告诉我们，重的物体下落总是比较快。所以在16世纪以前，以亚里士多德为代表的学者认为物体下落的快慢由物体的轻重决定，物体越重下落越快。由于亚里士多德是古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家，加上他这一论断符合人们的常识，以至于在其后两千年的时间里，人们将他的观点奉为经典，直到文艺复兴时期，才由伽利略才推翻了这一观点。 首先让我们一起来探究影响物体下落快慢的因素，让我们来做一个简单的实验： 两张大小一样的纸片，一个揉成纸片，一个自由下落，观察现象。 提问：为什么质量相同的物体下落的快慢不同？ 回答：空气阻力。 教师补充：空气阻力对物体下落快慢的影响比较复杂，他不仅与体积有关，还与速度形状有关。 提问：在什么情况下可以排除空气阻力的影响？ 回答：真空情况下。 在PPT上演示牛顿管实验，然后实物展示。教师和学生共同讨论得到两个结论。 真空中牛顿管里物体的下落运动就是自由落体运动，那么你们能总结出自由落体的定义呢? 二、自由落体运动 1．定义：只在重力作用下，从静止开始下落。 2．条件：①只受重力 ②初速为零 或：空气阻力很小（相对重力很小），影响可以忽略，物体从静止下落可以近似看做自由落体运动。 注：此处的“自由”也是一种理想化模型。 思考：为什么会有错误认识呢？ 1.时代局限性 2.不注意探索事物的本质，思考不求甚解。（没有实验） 你能否设计实验推翻亚里士多德的这一观点?
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问题：自由落体运动的性质是什么？如何证明呢？ 3.性质；从轨迹上看是直线，初速为零，下落越来越快，加速运动：是否是匀加速，加速度是多少？ ⑴实验探究：学生设计实验方案 ①打点计时器 ②频闪照相 ③光电门 ⑵介绍方法： ①实验步骤、器材 阅读课本P44 ②数据处理方法：1．求出各点的速度、描点、（平均值） 2．看连续相同时间内的位移之差是否为定值，由 解得a 3．从起点开始看各计数点的值与所用时间的比值，由 得a ⑶结论：自由落体运动是初速度为零的，加速度为g的匀加速直线运动。 三、自由落体加速度（重力加速度） 1．概念：不同的实验表明：同一地点，一切物体自由下落时的加速度都相同，这个加速度称重力加速度。 2．大小： 注：g随纬度和高度的变化而变化，由赤道到两级g增加，随高度的增加而减小，无特殊说明 （有时需根据题目情况灵活处理） 3．方向：竖直向下（铅直向下） 错误说法：垂直地面或指向地心等 四、自由落体运动的速度： 根据加速度的定义进行推导。 五、自由落体运动的位移： 从匀速直线运动的位移导出自由落体运动的位移（刘微“割圆术”圆内接正多边形的边数越多，其周长、面积就越接近圆的周长和面积） 学生阅读P48上部回答问题。 通过该问题的创设，培养学生自主探究的能力，体会伽利略所采用的方法的巧妙，鼓励学生要敢于猜想，大胆发现，勇于创新。
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思考：自由落体运动的物体下落时间由谁决定？（下落的高度） ⑵课本P 51 6、4 例：从离地500m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力， ，求： 1．小球经多长时间落到地面？（t=10s） 2．从开始下落的时刻起，小球在第1s内通过的位移。 3．小球落地前最后1s的位移。 解：1．2问略 此部分内容学生体会 学生阅读课本P45，思考问题
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3．设落地前最后1s的位移为x，则前9s的位移h2， 带入上式可得：h2=405m 故： 或解：落地时的速度 落地前1s初的速度 所以：落地前1s内的位移： 或者： 由 变式得： 代入数据得： 变式：物体从高为H处自由落下，经过最后196m所用时间是4s，求物体下落的高度和所用的总时间。 解：设所用的总时间为t，Δt=4s ΔH=196m 解法一： 由题意可得： 代入数据得：t=7s 由： 课本P51第5题 每种方法均要让学生生练习。
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解法二： 由题意知落地前2s末的速度v1，则有： 故落地时的速度 高度 时间
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各位评委：
大家好！我说课的题目是《自由落体运动》，一共分为五个环节进行。
一、教材分析
本节课选自沪科版高中物理必第二章第二节。教材将“自由落体运动”作为匀变速直线运动的特例来处理的。自由落体运动作为一种生活中常见的特殊的匀变速直线运动，既是对前面所学知识的复习和巩固，又加强了课本与生活的联系，另一方面自由落体运动是研究抛体运动的基础，学好它也为学习后面较复杂的运动（如平抛运动）打好基础。起到承上启下的作用。
根据教学大纲，教材内容和学生的认知特征，本节课的教学目标定位如下：
二、教学目标：
1、知识与技能：
理解自由落体运动的概念，知道重力加速度的大小、方向和变化。[来源:学&科&网]
掌握自由落体运动的特点和规律。
2、过程与方法：
1）通过对实验现象的观察，提高学生对事物变化的分析和概括能力；
2）经历科学探究的过程，体验科学探究的思维方法；
情感、态度和价值观：
领略自由落体运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心和求知欲
能够认识物理规律由一般性到特殊性的转变，了解科学的规律性。
预计用两个课时完成这些目标。
三、教学的重点、难点
重 点：1、自由落体运动的性质。
2、自由落体运动的规律及其应用。
难 点：对自由落体运动，理想化模型的认识。
突破重难点的方法：让学生经历动手实验与观察分析实验，用实验事实帮助学生建立起正确的观点。利用多媒体动画课件展示实验，依据学生已有的知识和物理研究方法，通过实验观察、分析数据、归纳结论、类比迁移自己推导出自由落体的运动性质和规律。
四、教学方法
物理学是一门以实验为基础的学科，自由落体运动的规律来源于实验探究。通过实验探究，强化物理知识的形成过程，培养学生自主学习能力和创新意识。因此，教学中进行分小组学习，引导学生动手实验，创设物理情景，边实验边提问，通过观察与思考，激发学生分析、讨论、交流，归纳概念，揭示规律。充分调动学生学习积极性与自主性，教师及时引导，给予学生思维点拔，体现“以教师为主导，学生为主体”新型教学观念。采用：“提出问题——动手实验——直观演示——观察分析——讨论交流——归纳概念——揭示规律——巩固知识”并辅以现代教育教学手段等多种形式的综合启发式教学。对学生而言，重要的是学会学习，掌握获取新知识的过程与方法，养成良好的科学素养，培养自主学习能力，树立良好的学习观。因此在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，注重搜集和处理信息，获取新知识，学会分析与解决问题。采用：提出问题——积极思维——实验探究——构建新知——巩固深化的学法。
五、教学过程
（一） 新课导入
创设情境——日常生活中，物体的下落运动是常见的运动。引入问题：苹果为什么下落的比树叶快？ 是不是重的物体下落得比较快？
（二） 新课教学
【互动式实验】取一张普通的纸作为道具，撕成大小不一样的两张，观察他们下落的快慢，然后把小的抓成团然后在观察下落的快慢。引导学生得出结论：物体下落的快慢与重量无关，并猜想是与空气阻力有关。
【科学探究法】视频演示：牛顿管实验，得出：下落快慢不同是由于空气阻力的影响（之所以是视频演示，是因为这样便于观察实验现象）。接下来引入自由落体运动的概念并引导学生找出物体做自由落体运动的条件。为了更好地突破这个难点，这里还准备了一道相关的选择题。
在有了自由落体的概念后，让学生观察书本封面的图片，并思考自由落体运动是一种什么样的运动？先引导学生定性分析然后引导学生进行知识迁移，学会由定性分析到定量探究的过程。
【分组实验法】用打点记时器探究自由落体运动的规律。
通过实验得出自由落体运动的性质，求出自由落体加速度并学习自由落体加速度的方向、大小和变化。
【类比法】
自由落体运动规律 匀变速运动规律
Vt=g t Vt=V0+at
h= 1/2g t2 x=V0 t + a t2
Vt2=2gh Vt2 –V02=2ax
（三）归纳小结。以提问的方式进行，目的是以学生为主，教师为辅进行总结。
（四）作业布置：课后题
六、板书设计
2.5自由落体运动
一、概念：
物体仅在重力的作用下，由静止开始下落
的运动称为自由落体运动。
二、条件：
1、仅在重力作用下
2、由静止开始下落
三、性质：
初速度为零的匀加速直线运动
四、规律：
Vt=g t h= 1/2g t2 Vt2=2gh
七、课件设计
利用课件教学使抽象理论变成形象实体，充分调动了学生的学习积极性，活跃课堂气氛，提高课堂效率和增添教学魅力。学生通过该课件的学习，不仅掌握了本节的知识， 也提高了探索物理知识，分析解决问题的能力，促进了学生潜在智力的发展。本课件操作简单，是以幻灯片模块为主，动画模拟，形象生动，增强学习的趣味性，充分展现了多媒体辅助教学的优势。
