自由落体教案法制教育

第一篇：自由落体教案法制教育

§2.5自由落体运动

教学目标

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

由教师引导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。

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。

4．通过利用高空抛（坠）物引入自由落体运动，认识到高空抛（坠）物的危害，并了解国家相关法律法规

教学重点、难点

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．

教学方法

实验探究、讲授、学生讨论、教学工具

多媒体课件、牛顿管（内含羽毛、硬币、小木塞）、小纸片、废旧砝码、电火花打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带，重物．

教学活动

[新课导入] 师：高空抛（坠）物现象的介绍，及国家相关的法律法规．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。在上海“陋习排行榜”中，它与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。高空抛物，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。“抛砖砸死女婴”事件经媒体报道后引起社会广泛关注。人们在为百日女婴过早地离开这个世界、父母悲痛欲绝而扼腕的同时，一个有关城市高空抛物威胁人们“头顶安全”的社会问题再次引起人们的热议。

《民法通则》第一百二十六条规定：建筑物或其他设施以及建筑物上的搁置物，悬挂物发生倒塌、脱落、坠落造成他人损害的，它的所有人或者是管理人应当承担民事责任，但能够证明自己没有过错的除外。共同侵权情况下，即加害人为二人或二人以上的情况，加害人除应承担一般高空抛（坠）物致人损害的侵权责任外，还应承担共同侵权所负的连带责任。

高空抛物，在没有造成严重后果的情况下，原则上并不涉及构成犯罪和刑事责任的问题，但是，在造成人身伤亡和重大财物损失的严重后果的情况下便可能涉及到犯罪和追究刑事责任的问题。根据高空抛物造成人身伤亡和重大财产损失程度以及抛物者的主观恶意程度，相应的罪名主要有：故意杀人罪、故意伤害罪、过失致人重伤罪、以危险方法危害公共安全罪。

高空抛物其实就是物体从高处往下落，那物体从高处往下落的运动有什么特点，及规律呢，今天，我们就一起来探究一下

[新课教学]

一、自由落体运动

(实验探究1)

猜想：物体下落过程的运动情况与哪些因素有关，质量大的物体下落的速度比质量小的快吗? 将羽毛和金属球、小木塞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．

将羽毛和金属球、小木塞放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是三者下落的快慢相同．

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．

师：物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动．特点是：(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．

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．

那自由落体运动具体是一个什么样的运动呢？现在，老师就带着同学们用本章第一节实验探究小车速度随时间变化规律的方法来探究一下，自由落体到底是一个什么样的运动。[实验探究2] 按照教材第45页的图2．4—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．

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2 mm的纸带才是有效的；(学生的疑问暂且不要解释)⑦实验过程中提醒学生思考讨论，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．

师：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xCCt2，有的同学得出工x‘，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．

教师点评：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．

学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论．

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，加速度大约是9.8m／s2．

二、自由落体加速度

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． 教师引导学生思考两个问题：

1．自由落体运动的加速度在各个地方相同吗? 2．它的方向如何? 生：使用不同的物体进行的反复实验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，师：这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度．符号：g；方向：竖直向下(与重力方向一致)；大小：与地点有关．一般计算中g＝9．8m／s2，粗略计算中可以取g＝10m／s2．

让学生看教材第46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． 生：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．

师：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．自由落体运动遵从的规律:v=vo+at推出：v＝gt x＝vot+at2/2推出：x＝gt2/2．

[做一做] 1．阅读教材第46页“测定反应时间”，回答下列问题：

问题1：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为10cm，那么这位同学的反应时间是多少? 参考：根据自由落体运动规律h＝gt2/2 可得反应时间t＝0．14s．

问题2：在上课时，教师用这种方法测量同学们的反应时间，但同学刚把尺子捏住，教师马上就说出该同学的反应时间，也没见他怎样计算，你知道老师是怎样做的吗? 参考：教师事先算好时间并写在直尺上，这样就可以直接给出学生的反应时间． 2．教师引导学生阅读教材第47页“做一做”让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”．

学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性．

师：由于照相机的曝光时间极短，一般为1／30 s或1／60s，曝光量相差10％对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样．故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看作匀速运动来处理．建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异．

[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vo＝o，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人计算．

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、最基本的情况人手，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47页“问题与练习”．

板书设计

§2.4自由落体运动

一.自由落体运动的研究

(1)物体自由下落快慢的决定因素(2)自由落体运动的定义(3)自由落体运动的特点(4)自由落体运动的规律 二．重力加速度(g)(1)重力加速度的大小(2)重力加速度的方向

教学反思

第二篇：自由落体教案

08物本（1）080501145 陈武凡

“自由落体运动”教案

第3章第3节

一、教学目标

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。

2：知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

3：掌握资源落体运动的特点和规律。

4：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。

二、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。

三、教学难点

理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

四、教学方法

体现新课程的理念，实验参与与自由讨论相结合，并在体验中掌握学习方法

五、教学仪器

多媒体课件、牛顿管、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、质量不同的重物等。

演示实验1： 观察质量不同的重物下落快慢

将形状大小相同的金属片与纸片从距离地面同高度由静止开始同时释放，二者是否同时落地？

学生猜想：金属片先落地。

学生分析原因：

1、金属片比纸片重下落得快。

2、纸片受阻力比金属片的大，纸片下落得慢。

演示实验2：将纸片揉成纸团后重复上面的探究实验，二者是否同时落地？ 学生猜想：金属片先落地。

实验现象：金属片比纸片先落地，但与纸团下落的时间大大缩小。

学生分析原因：纸团受阻力大大减小，所以纸片下落的时间与金属片下落的时间大缩短。提问：通过演示实验，物体下落快慢与质量有关吗？

学生分组进行实验探索，最后请同学演示，并说明实验现象，得出结论：物体下落快慢与质量无关。

多媒体演示：

比萨斜塔实验。

观察现象：轻的物体和重的物体，同时落地。总结：物体下落快慢与物体的质量无关。进一步思考：如果没有空气阻力的影响，物体下落快慢如何？

演示实验2： 牛顿管实验

（1）当管中有空气时，不同物体下落快慢不同。

（2）将管中空气抽干净后，不同物体下落快慢相同。

学生分析原因：影响物体下落运动快慢的因素是空气阻力，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同物体下落快慢相同。

自由落体运动的性质 1：请同学们根据所学过的知识进行假设猜想

2：自由落体运动是否是匀加速直线运动？如果是如何验证？ 实验探究，寻求规律 请同学们根据实验器材设计合理的实验步骤，实验数据记录表格，验证猜想。

数据处理，作出v-t图像

指导学生回顾初速度为零的匀加速直线运动的规律：

速度V=at,位移S=1/2gt2。

实验结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

自由落体的加速度

在同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示。

重力加速度方向g总是竖直向下

不同的地理位置，重力加速度大小不同，利用自由落体仪测出当地重力加速度，并指导学生看课本中的表格 课堂小实验

请一位同学与你合作，让他用两个手指捏住长尺上端，你的拇指与食指拳曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺，见下图)．当他一松手、尺子开始下落时，你立刻把尺握住．记下握住尺的位置，读出尺下落的高度，就能算出你的反应时间，你想知道这样做的原理吗？ 巩固练习

有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被拍摄的亮度自动调节，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下图所示．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2m，怎样估算这个照相机的曝光时间？

分析：石子下落可简化为如图所示：由自由落体运动规律可得：

h12gt2(hh)12g(tt)，则可求出曝光时间2t

解析：石子做自由落体运动，它留下的径迹AB的对应运动时间即为曝光时间。设开始下落点为O，由照片可发看出AB长对应两块砖的厚度，即AB=6×2cm=0.12m，OA=2.0m，故OB=2.12m，由h2OAg221012gt2知，从O至A和从O至B所用时间分别为

2OBg22.1210tAs0.63stBs0.65s

所以曝光时间为ttAtB0.02s

课堂小结：自由落体运动

一、自由落体运动的概念：

物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。

二、自由落体运动的性质：

初速度为零的匀加速直线运动。

三、自由落体运动的加速度：

1、在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，叫做自由 落体加速度，也叫重力加速度。

2、重力加速度变化规律：在同一地点重力加速度g的大小是相

同的，在不同的地方，g的值略有不同．

(1)纬度越大的地方，g越大．(2)高度越高的地方，g越小．

3、常取g=9．8m/s2

4、重力加速度的方向总是竖立向下的。

四、自由落体运动的基本公式：

12vgthgt2v2gh2

第三篇：自由落体教案

“自由落体运动”教案

第3章第3节

一、教学目标

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。

2：知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

3：掌握资源落体运动的特点和规律。

4：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。

二、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。

三、教学难点

理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

四、教学方法

体现新课程的理念，实验参与与自由讨论相结合，并在体验中掌握学习方法

五、教学仪器

多媒体课件、小纸片、纸带、质量不同的重物等。

六、教学过程

一、导入

［演示］将粉笔头从高处释放.［提问］观察到运动的特点？ 竖直下落

今天我们就来深入认识这一类运动——自由落体运动.

1.自由落体运动

（1）物体自由下落的快慢的决定因素

［演示］让一个纸片与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？ 生：钢球落得快

师：对，这就是我们的生活经验——重的物体下落的快，这也是公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德最早阐述的影响人们两千多年的看法.但是实际上这个说法是错误的.同学们可能也听说过著名的比萨斜塔实验，这个由伽利略做的实验就是研究这个问题的，并且他还用归谬法、数学推理都证明亚里士多德观点的错误.［演示］把刚才的纸团揉成团，和小钢球同时落下，同学们再观察.生：几乎同时落地.

师：为什么同一纸片，形状不一样，其下落快慢不同呢?

生：这是空气阻力的影响.揉成团的纸团比纸片所受阻力小得多，所以与钢球几乎同时落地.

［演示］牛顿管实验.

［说明］该实验不事先抽气，让同学参与，自己得出在牛顿管中由于抽气而使物体在下落时不受空气阻力.

生：牛顿管中的羽毛、粉笔头、纸片、硬币同时落下，同时落到管底. ［结论］在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢相同.师：自由落体运动是一种什么运动呢？我们会猜想它会不会就是初速为零的匀变速直线运动呢？这样需要来证明才能确定。

（2）指导学生看“自由落体运动的频闪效果”的插图。

提问：要证明是匀变速直线运动的方法？（方法一：利用连续相邻相等的时间内的位移差为定值进行推导。方法二：证明连续相邻相等的时间内位移之比是连续的奇数比。）

（设计说明：这种方法先猜想后用实验验证的方法也是科学家研究问题的一种方法。）（3）分析频闪照片，分析出自由落体运动是加速运动，进而指出，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

（4）结论：自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。

多媒体演示：

比萨斜塔实验。

观察现象：轻的物体和重的物体，同时落地。总结：物体下落快慢与物体的质量无关。进一步思考：如果没有空气阻力的影响，物体下落快慢如何？

自由落体的加速度

在同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示。

重力加速度方向g总是竖直向下

不同的地理位置，重力加速度大小不同，利用自由落体仪测出当地重力加速度，并指导学生看课本中的表格 课堂小实验

请一位同学与你合作，让他用两个手指捏住长尺上端，你的拇指与食指拳曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺，见下图)．当他一松手、尺子开始下落时，你立刻把尺握住．记下握住尺的位置，读出尺下落的高度，就能算出你的反应时间，你想知道这样做的原理吗？ 巩固练习

有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被拍摄的亮度自动调节，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下图所示．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2m，怎样估算这个照相机的曝光时间？

分析：石子下落可简化为如图所示：由自由落体运动规律可得：

h12gt2(hh)1 g(tt)2，则可求出曝光时间t2

解析：石子做自由落体运动，它留下的径迹AB的对应运动时间即为曝光时间。设开始下落点为O，由照片可发看出AB长对应两块砖的厚度，即AB=6×2cm=0.12m，OA=2.0m，故OB=2.12m，由h12gt知，从O至A和从O至B所用时间分别为2tA2OAg22s0.63stB102OBg22.12s0.65s 10所以曝光时间为ttAtB0.02s

课堂小结：自由落体运动

一、自由落体运动的概念：

物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。

二、自由落体运动的性质：

初速度为零的匀加速直线运动。

三、自由落体运动的加速度：

1、在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，叫做自由 落体加速度，也叫重力加速度。

2、重力加速度变化规律：在同一地点重力加速度g的大小是相

同的，在不同的地方，g的值略有不同．

(1)纬度越大的地方，g越大．(2)高度越高的地方，g越小．

3、常取g=9．8m/s2

4、重力加速度的方向总是竖立向下的。

四、自由落体运动的基本公式：

vgth1gt2v22gh2

第四篇：《自由落体》教案

活动目标

1.了解简单的自由落体现象，能探索并发现不同物体下落时有不同样子。

2.初步尝试用不同的线条（直线、波浪线、“摇摆线”等）进行记录。

3.能积极地参加科学探索活动。

活动准备

1、物质准备：纸条、羽毛、纸巾、雪花插片、幼儿实验记录表、水彩笔

2、知识经验准备：幼儿已学会了不同线条的画法。

活动过程

一、视频导入，激发兴趣

1.师：小朋友，小树叶从树上掉下来是什么样子？让我们一起来看看。

2.教师播放树叶飘落的小视频

提问：小树叶掉下来是什么样子？

鼓励幼儿用自己的语言简单描述小树叶掉下来的样子。

二、自由猜想，记录交流

1.介绍材料，幼儿自由猜想

师：今天，老师给小朋友准备了些材料，我们来看看都有什么。

2.猜想、记录

师：这些东西掉下来是什么样子的呢？请小朋友先猜一猜、想一想，然后用不同的线条记录下来

3.交流、分享

师：谁愿意来分享下你的记录表。

鼓励幼儿用不同的语言描述物体掉下来的样子。如“转着圈掉下来的”“摇摇晃晃”等

三、验证记录，分享交流

1.师：这些东西掉下来到底是什么样子的呢，跟你的猜想一样吗？请小朋友们自己试一试

2.教师提出操作要求：

①材料要从高处让它掉下来。

②仔细观察材料掉下来的样子，用不同的线条记录下来。

3.幼儿操作，教师观察

鼓励幼儿用同样的材料多试几次。

注意观察物体掉下来的样子，并运用自己的方式记录。

4.分享交流

①师：这些材料掉下来的样子和你们的猜想一样吗？谁愿意来分享一下？

②引导幼儿用简单的语言描述观察到的现象并尝试用动作表现

5.梳理小结

师：原来，生活中许多物体掉下来的时候都是不一样的，有的是斜的掉下来的，有的是摇摇晃晃掉下来的，还有的是绕着圈掉下来的。请小朋友在区域活动时再试一试其它不一样的物体，看看他们掉下来的时候是什么样的。

活动延伸：在区域活动中继续观察其他物体掉下来的样子。

第五篇：自由落体教案

2008级物理学一班

张晴晴

106012008042

自由落体运动

内容与地位

本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块：物理1中第一个二级主题“运动的描述”中所涉及到的内容，内容标准中这节有关的条目是：（1）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。(2)经历匀变速直线运动的实验过程，理解位移、速度、和加速度，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。并通过介绍伽利略对自由落体的研究，体会科学研究方法对物理学发展的作用。

物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以作为教学的起点，通过实验和科学的辨析，认识自由落体运动的规律。自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例，通过自由落体直线运动规律的研究，加深对匀变速直线运动规律的理解。另外，在学习过程中要让学生逐步体会伽利略的“提出假设-数学推理-实验验证-合力外推”的研究方法。伽利略对自由落体的研究开创了科学的实验方法，促进了物理学的发展，为人类认识自然提供了一种重要的研究方法，因此，伽利略对自由落体运动的研究是方法教育和情感教育的好素材，教学过程还应让学生感受科学家的探索精神。

一.教学目标

(一)知识与技能

1、理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念。

2、掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动。(二)过程与方法

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.2、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

3、通过介绍伽利略对自由落体的研究的过程，体会科学研究方法对物理学发展的作用

(三)情感.态度与价值观

1、通过科学史的简介,感受前人崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。

2、通过学习伽利略的严谨逻辑推理,给学生以科学方法论的教育

二、教学重点、难点

本节课的教学重点是：自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程，掌握自由落体运动的规律。

难点是：伽利略的科学思维方法。

三、教学方法

讲授法和实验探究相结合的教学方法

1、通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程演示实验概括出自由落体运动是 2008级物理学一班

张晴晴

106012008042

四、教学用具

多媒体,硬币,纸片 五.教学过程

1、创设问题情境，引入新课 板书：3.3自由落体运动

师：生活中存在着各种各样的物体下落现象，比如老师竖直释放这根粉笔，它就往下落，再比如成熟的苹果从树上落下来，还有什么呀？ 生：水沿屋檐滴下、树叶掉落等

师：我们把这类下落的运动称为落体运动，到底落体运动有什么规律呢？大家先 来观察一个实验。这里有一个硬币，一张纸片，请前排的同学检验一下，那个物 体重？ 生：硬币重

师：下面我将硬币和纸片从一定高度同时无初速度释放，请大家注意观察。演示：将硬币和纸片从同一高度释放，硬币比纸片早落地。师：大家看到了什么呀？ 生：硬币比纸片下落的快。

师：也就是说重的硬币下落得快，轻的纸片下落的慢。其实呢，早在2000多年 前，古希腊伟大的哲学家亚里斯多德就开始思考这个问题，他就认为：重物比轻 物先落地。大家是不是这么认为的呢？下面我们一起来探究一下。教师：老师现在把纸片揉成纸团，纸片变成纸团，重力有没有变化呢？ 生：没有

师：没错，重力是一样的，那我们重新再做下先前的实验。同学们认真观察下这 次的现象有什么不同？

演示：把纸片揉成纸团，重做实验。硬币和纸团几乎同时落地。

教师：这次我们看到了硬币和纸团几乎同时落地，说明物体下落快慢与其质量没 有必然联系。

教师：那现在同学们认真回想一下刚才老师做的这两个实验，究竟是什么因素影 响了物体下落的速度呢？ 生：空气阻力。

师：对了，从纸张变为纸团，与空气的接触面积不同。（ppt）所以受到空气阻力 的影响不同。纸团面积小，受到空气阻力影响小，下落快；纸张面积大，受到空 气阻力影响大，下落慢。也就是说因为空气阻力的影响让问题变得复杂，那么如 果没有空气阻力，情况又会如何呢？物体下落快慢是否相同呢？ 学生综合分析后回答：应该相同。

师：大家都猜想应该相同，那我们要怎么验证我们的猜想呢？ 生：真空。2008级物理学一班

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106012008042 师：对了，要是空气阻力没有了，在真空情况下就可以观察物体下落的情况。我们下面就一起来看看牛顿管的实验。老师手中这根长约1.2米的玻璃管就是牛顿管，它的一端是封闭的，一端用带有气嘴的金属盖封固，气嘴上有一个阀门。阀门打开就可以使玻璃管和外界相通。这里面装有轻重不同的软木塞、硬币和羽毛。看到了吗？老师已经把管内的空气抽的很稀薄，可认为软木塞和羽毛是在没有空气的空间下落。现在我将牛顿管倒立，大家注意观察它们下落的快慢。生：几乎同时到达管底。

师：那我们也可以比较一下有空气的情况下，（旋气嘴）空气进入玻璃管中，再来看看是否还是同时到达管底。有没有同时到呀？ 生：没有

师：这说明在没有空气阻力的情况下，比如真空的牛顿管，物体下落的快慢是。。相同的。由此可知，亚里士多德的观点是错误的。早在16世纪末，科学家伽利略就对亚里士多德的观点提出了怀疑，他用“归谬法”很巧妙地驳斥了亚里士多德的观点。下面我们就来简要地领略一下这个巧妙的推理过程。（在黑板上画一个小球，一个大球，一个小球和一个大球）

伽利略先假设亚里士多德是正确的，也就是重物下落比轻物快，如果让一个质量较小的小球和一个质量较大的大球从同一个高度同时下落，按照亚里士多德的观点看，谁下落更快？

学生：大球。

师：为了描述方便，我们假设小球下落速度为4m/s，大球的为8m/s，假如我们把一个10磅重的铁球和一个1磅重的铁球拴在一起，从一种角度来看，把栓在一起的两个铁球看做一个整体，就比单个的10磅球重，落下的速度就应当比原来10磅的球快。速度应该。。大于8m/s。

但是从另一个角度来看，不把两个小球看成整体，而是看成大球拖着小球下落，落得慢的小球会拖住落得快的大球，这样下落的速度应该是多少？

举个例子，比如一个大人拉着一个2岁的小孩跑，大人肯定要被小孩拖着而变慢，就没有他一个人跑时快。所以速度是要大于8m/s还是小于8m/s？小于8m/s。

大家发现了什么？根据亚里士多德的观点推出了两个自相矛盾的结果。绑在一起都是11磅重，质量相同，但是推出物体下落的速度却是不一样。说明这个观点肯定是错误的。伽利略就是这样用强有力的逻辑推理驳倒了亚里士多德，推断出并不是重的物体要比轻的物体下落的快。

生：没有

师：好，前面说了，因为有了空气阻力的影响，使物体下落的规律变得复杂。为了研究方便，我们从最简单的条件入手。

对于落体运动来说，从静止开始下落——也就是初速度为零——是不是比初2008级物理学一班

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106012008042 速度不为零简单？而且忽略空气阻力认为只受重力作用，比有空气阻力来得简单。

因此，物理学中将物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（课本46页）板书：

（一）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。

大家把这个定义从书上划下来，那同学们根据这个定义能找出做自由落体运动的特点吗？

生：只受重力、初速度为零。

师：对了，这就是自由落体运动的两大特点。这也是物体做自由落体运动所要满 足的两个条件，要两个条件都满足，缺一不可。板书：2．特点：

(1)只受重力作用。

(2)从静止开始下落。

那么现实生活中有没有存在严格的自由落体运动呢？ 生：没有，因为有空气阻力。

师：对了，因为我们生活在大气底层，时时刻刻受到大气的影响，所以现实生活 中不存在自由落体运动。但是很多时候，在空气阻力远小于物体的重力，可以忽略的时候，我们可以把一些运动近似看成自由落体运动。那我们现在来判断一下这几个物体的运动是不是自由落体运动？

（1）树叶从树上落下

不能，因为空气阻力不能忽略。

（2）用力向下抛出的篮球 不能，因为要满足由静止开始下落，即初速度为0（3）从20楼的阳台上由静止掉下的花盆

可以，满足由静止开始掉下，空气阻力可以忽略。

三、重力加速度

师：那如果让你估测一下它落到地面上大概要多长时间，怎么估测呢？ 生：„„

师：我们要想知道一个运动的时间，是不是要先知道该运动的性质呢?那我们就 先来研究一下自由落体运动到底是什么样的运动，首先来回顾一下已经学习过的运动，匀速直线运动、匀变速直线运动，匀变速直线运动中有匀加速直线运动和匀减速直线运动，那大家猜测一下自由落体运动可能是哪种运动呢？ 生：应该是匀加速直线运动

师：那同学们再想想，如何去验证你们的猜想是不是正确呢？如果是匀变速 直线运动的话我们之前是不是有学过什么方法可以证明呢？

生：打点计时器

师：很好，上节课我们已经做了探究匀变速直线运动的实验，利用打点计时器，用纸带分析的方法，判断其是否为匀变速直线运动。2008级物理学一班

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106012008042 老师这里有一根实现用打点计时器打出的自由落体运动的纸带，上面的数据是这样的(板书)匀加速直线运动的依据是什么？ 学生：教师：什么是。？

学生：连续相等时间内的位移差。师：我们可以计算得到

都是相等的。说明自由落体运动是匀变速直线运动。

板书：3．性质：初速度为零的匀加速直线运动。

好，那大家再动手算一下自由落体的加速度是多少？（让几个同学到黑板上来算）生：10 ms2

师：科学研究表明，物体自由下落的加速度来自地球和物体之间的万有引力，也称为重力加速度。常用g来表示。重力加速度的大小情况大家可以阅读一下书中的信息窗，并找一下规律。

学生阅读，得出随着纬度增大，g也增大，在赤道最小，两极最大。

师：很好，但是在同一地点，一切物体在自由落体运动中的重力加速度都相同。而且一般在通常计算中g取9.8ms2，粗略计算时g取10ms2。g是矢量，不仅有大小，而且有方向，方向始终竖直向下，也就是始终垂直于水平面。注意 不是垂直向下，而是竖直向下。板书：

（二）重力加速度

板书：

1、大小：通常取g=9．8ms2，有时g=10ms2。

2．方向：竖直向下。

3.影响因素：因纬度的增大而增大

(2).重力加速度 教师：我们从定义中“静止下落”可以知道，自由落体运动是初速度为零的加速运动。那它是不是匀加速直线运动呢？大家有没有研究过？

老师提示一下：上节课我们的实验测的是什么物体做什么运动？ 学生：重锤下落。

教师：那么重锤下落能不能看作自由落体运动呢？ 学生：能。教师：为什么？ 2008级物理学一班

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106012008042 学生：因为它的质量比较大，横截面积比较小，因此受到的空气阻力也比较小。教师：你实验的结论，是不是匀加速直线运动？ 学生：是。

教师：你判断它是匀加速直线运动的依据是什么？ 学生：教师：什么是。？

学生：连续相等时间内的位移差。

教师：所以，自由落体运动的性质是：初速度为零的匀加速直线运动。

我们刚才牛顿管中看到，不同物体从同一位置下落，它们的重力加速度应该是一样大的，所以真空时它们落下得一样快。

这个加速度很特别，我们来研究一下。首先，这个加速度是由谁产生的？ 学生：重力。

教师：那它的方向就应该和重力一样，向哪？ 学生：竖直向下。

教师：那它的大小呢？大家实验测得重锤的重力加速度是多大？ 学生：…………

教师：大家的答案都不一样啊。那在福州，这个重力加速度的值应该是多大呢？请观察47页的表格，估计一下。学生：大概是9.79。

教师：你们从表格还能看出什么？不同地点的重力加速度是不是一样的？ 学生：不一样。纬度越高，重力加速度越大；纬度越低，重力加速度越小。2008级物理学一班

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106012008042 教师：它的值变化得大不大？ 学生：都在9.8左右。，教师：请注意书本47页最后一段话：一般情况下，我们进行计算时，取9.8如果题目有说明或者在估算的时候，还可以取10多少？ 学生：9.8。

。如果题目没说明，取

四、自由落体运动的规律

师：所以自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，既然自由落体运动是匀加速直线运动，那我们上节课推的许多适用于初速度为零的匀变速直线运动的规律同样适用于自由落体运动。我们就一起来根据匀变速直线运动的公式，推导出自由落体运动的公式。我们先写出匀变速直线运动的公式： 教师：但是自由落体运动有什么特殊的地方？根据定义，只受重力作用说明它的 学生：加速度等于重力加速度即

教师：由静止下落说明—— 学生：初速度为0。

教师：那么，我们就得到了自由落体运动的规律：

这里注意一下，在表示竖直方向的位移时，我们一般不用来表示，而是用高度。应用：。。。。。。。。。

A．估算从四楼凉台上下落的花盆，经过多长时间到达地面，到达地面速度多大？（该例题让学生体验物理现象就在我们身边，体验自由落体运动的快慢。让学生学会估算的方法。）

分析和解：每层楼楼高约2.8m左右，三楼凉台离地面高度 h≈（2.8×3＋2.8÷3）≈9.3m 根据自由落体运动规律

h=

2h1

2gt

∴

t=g229.3s≈1.36s 10花盆落地速度

v＝gt≈13.6m/s 2008级物理学一班

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106012008042 老师在学生解题的过程中，应教学生估算楼高的方法，知道每层楼的楼高及凉台离地板的高度大约为楼层高度的三分之一左右；解题后应对结论进行进一步的讨论。如：问四层楼掉下的花盆到达地面所用时间1.36s是长还是短？那么住在高楼同学应注意什么？进入工地为什么必须戴上安全帽？„„等许多实际问题。

在学生体验到自由落体运动下落很快后，老师可以介绍伽利略是如何通过实验和推理来研究自由落体运动规律的。（当时没有打点计时器和闪光照相的方法，也就是说这么短的时间是没有办法测量的；伽利略是如何解决这样的问题？）

（可作为研究性学习课题鼓励学生参考伽利略《两种新科学的对话》一书）

作业布置：

师：今天，我们凭借着先进实验仪器共同探究出了自由落体运动的规律，大家是否好奇，在伽利略的时代，他是如何研究自由落体的？现在就让我们一起来走进这段历史。

首先伽利略根据观察，大胆提出猜想，他认为自由落体运动是最简单的变速运动，即匀加速直线运动。接着他从数学推理出发，根据加速度为零的位移公式，s1s推导出2a，他就想，如果可以测出位移和时间，并且证明比值2为恒量，2tt那就说明加速度a也是恒量，就可以说明自由落体运动确实是匀加速直线运动了。

但是，伽利略遇到了一个很大的困难——因为物体下落的速度非常快，在当时的年代要精确测量出物体下落的时间和位移是非常困难的。因此他就想了一个巧妙的方法，来“冲淡重力”。这一张图片展示了当时伽利略做实验的情景。这是一个打磨得非常光滑的斜面，让一个铜球从上面滚下来，那么所用的时间较之竖直下落就长了许多，当时人们用滴水法来测量时间。在斜槽的末端固定一个能够装水的玻璃圆桶，圆桶的直径恰好和小球的直径相同。当小球开始下滑的时候水就开始滴了，当小球刚好到达斜面的底部把管口遮住的时候，水就不滴了。人们就可以通过的水量来判断下滑的时间。通过这样一个实验，他就发现如果不断

s改变沿斜面下滑距离，比值2都为恒量，由此就可以判断，小球在斜面上的运

t动是匀加速直线运动。

s接着他让斜面的倾角增大一点，继续实验，发现2比值还是保持不变，于

t是又再增大一点进行实验，结果还是一样的。于是，伽利略就进行了大胆的外推：

s如果把斜面的倾角增加到90度，也就是让小球做自由落体运动，那么2比值还

t是保持不变。所以，伽利略间接地证明了自由落体是匀加速运动。

六、板书设计

自由落体运动

一、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。2008级物理学一班

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106012008042

2．特点：

(1)只受重力作用。

(2)从静止开始下落。

3．性质：初速度为零的匀加速直线运动。

二、重力加速度

1．方向：竖直向下。

2．大小：通常取g=9．8m/s2，有时g=10m/s2。

3、同一地点，不同物体的自由落体运动情况相同，即一切物体在自由落体中的加速度（重力加速度g）相同。不同地点g不一样

三、．自由落体运动规律及其应用

（1）自由落体运动规律

v=gt

s=（2）自由落体运动规律应用

12gt2

七、教学反思