物理教案《自由落体运动》（推荐五篇）

第一篇：物理教案《自由落体运动》

一、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。

(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，了解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，重点培养学生的实验能力和推理能力。

2、过程与方法

(1)会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

(2)会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。

3、情感态度与价值观

(1)通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。

(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，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。

二、教学重难点

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。

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。

三、教学过程

1、新课导入

这一环节采用游戏导入，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)。

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。

2、新授环节

(1)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。

(2)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。

总结归纳重力加速度

师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：

1、纬度越高，g越来越大;

2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。

3、巩固练习

例

1、下列说法正确的是(BD)

A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动

B.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

C.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。

D.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。

例

2、下列说法不正确的是(A)

A.g是标量，有大小无方向。

B.地面不同地方g不同，但相差不大。

C.在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。

D.在地面同一地方，高度越高，g越小。

例

3、AB两物体质量之比是1：2，体积之比是4：1，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。

解：因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样，1：1;下落过程加速度也一样都是g，1:

1例

4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求

1、经过多长时间落地?

2、第一秒和最后一秒的位移。

第二篇：高中物理教案：自由落体运动[定稿]

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2.4 自由落体运动

★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解自由落体运动和物体作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

（二）过程与方法

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、数学极限思想的进一步运用

（三）情感、态度与价值观

1、通过实验培养学生独立思考能力，激发学生的探索与创新意识

2、培养学生的逻辑推理能力

3、培养学生实事求是的科学态度，从实际问题中分析规律

4、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、理解自由落体运动及其遵从的条件

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 ★教学方法

1、以物理史实，导入目标――实践体验，分析讨论――总结归纳，得出结论。

2、通过实例分析，强化训练，使学生学会自由落体运动的规律分析并能解决问题。★教学用具：

多媒体，牛顿管，金属片，纸片，天平，打点计时器，纸带，重物（两个质量不同），刻度尺

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★教学过程

（一）引入新课

前面我们学习了匀变速直线运动的规律，这节课我们再来学习匀变速直线运动的一个特例――自由落体运动。

（二）进行新课

1、自由落体运动

教师活动：演示纸片与金属片的下落过程，提出问题

1、重的物体一定下落的快吗？

2、你能否证明自己的观点？

学生活动：学生观察并思考，提出自己的猜想，并动手设计自己的可行方案。点评：通过实例加以分析，结合物理史实，激发学生学习兴趣，引导学生积极探索 教师活动：引导学生思考问题，让学生讨论。金属片与纸片不同时落地，为什么？ 学生活动：学生思考得出结论，由于空气阻力的影响，使的物体下落的快慢不同。学生展示自己的设计方案，实践自己的猜想

点评：掌握一定的历史史实，学会一些基本的推理方法，初步养成置疑的习惯，激发学生的学习兴趣。

教师活动：用牛顿管演示物体在空气中和真空的下落情况。引导学生得出自由落体运动的条件。教师总结，物体只在重力作用下从静止开始落的运动，叫自由落体运动。

学生活动：学生回答对自由落体运动的认识，并给出一个定性的说法（学生的总结可能不够准确，注意引导）

点评：培养学生利用物理语言，归纳总结规律的能力。

2、自由落体加速度

教师活动：多媒体演示，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。

学生活动：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。

教师总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。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？

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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/s，粗略计算中可以取g=10m/s

学生活动：学生看书中列表，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

点评：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。

教师点评：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：

22vtv0at vtgt

11sv0tat2 推出：sgt2

223、自由落体规律的应用

教师活动：多媒体展示练习P(47)“问题与练习”

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点评：初步培养学生合作交流的愿望，能主动与人合作，激发学生对物理的学习兴趣。教师活动：教师引导学生阅读课本p47《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”。

学生活动：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。

通过课下解题并对该问题获得理性的认识。

点评：利用实例激发学生对科学的求知欲，培养学生的数学极限思想的进一步运用。教师点评：由于照相机的曝光时间极短，一般为1/30s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，可以看作匀变速运动来处理。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。

（三）课堂总结、点评

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。

（四）实例探究

☆自由落体运动基本概念的应用

本节的易错点是对于空间下落的物体是不是自由落体运动判断时易错。在判断时，如题目直接给出物体由静止开始自由下落或忽略空气阻力等提示语时，可将下落的物体看成自由落体运动。对于有空气阻力的问题，若空气阻力远远小于重力，可近似看作自由落体运动。若只是空气阻力很小，则不能认为物体就一定做自由落体运动，因为虽然空气阻力很小，但可能空气阻力与重力大小差不多，故不是自由落体运动。

在空间下落的物体不一定都是自由落体运动。如：物体以 2m/s的初速度竖直下落就不是自由落体运动。由于v0≠0，不符合定义，但此运动可看为匀变速直线运动来处理。本节易忽略之处即在于做题时易忽略自由落体运动的

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自由落体解决，得出错误的结论。

［例1］甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H m高处自由落下，乙从2H m高处同时自由落下．以下几种说法中正确的是（）

A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大 B．下落l s末，它们的速度相等 C．各自下落l m它们的速度相等 D．下落过程中甲的加速度比乙大

解：物体在下落过程中，因是自由下落，只受重力影响，加速度都为g，与质量无关，D选项错误。又由v=gt，知A选项错B选项正确。又由公式v=2gh可知C选项正确，故答案应选B、C。

点拨：本题中最易出现的错误是误认为质量大的物体加速度大，而质量小的物体加速度小，以致于错选为A、D两个答案。其主要原因是没有弄清楚“自由下落’即为物体做自由落体运动。

☆自由落体规律的应用

［例2］ 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s，求小球：

（1）经过多长时间落到地面？

（2）自开始下落计时，在

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所以最后1 s内的位移为

h10hh950040595m（3）落下一半时间即t=5s，其位移为

h1012gt125m 2★课余作业

书面完成课本47页“问题与练习”中3、4题。★“问题与练习”（P47）参考答案

1、橡皮下落的快。纸团比纸片下落快许多。因为纸片的重力较小．而在下落过程中空气阻力较大（相对纸片的重力），所以纸片下落慢，当把纸片捏成纸团时，空气阻力变小，所以下落就变得快一些。

2、解析：由h121gt=45m，因为实际加速度a

3、解析：由h应为 t<2.5s 所以估算结果是偏大一些的。

4、解析：分析可知有三种方法（1）根据h122hgt，有g2（t是从开始到落到每一点的时间），2th（t=0.4s）t2求出重力加速度，求平均值，算出发生的时间。

2（2）根据hgt，有g利用连续相等时间内的位移差来计算，进行平均（3）可以先算出某两点的瞬时速度，利用g ★教学后记:

vv0计算g t

第三篇：自由落体运动

自由落体运动

1．一个物体从 80m 高处自由下落，不计空气阻力，g 取10 m/s2，求：（1）该物体经多长时间落到地面？（2）落地前的最后 1s 的初速度是多少？（3）在落地前最后 1s 内通过的高度是多少？

2．从离地面一定高度的空中自由落下一个小球，现测得小球下落时间为4s.求：(1)小球下落的高度H；(2)最后1s内的位移X；

(3)下落高度为总高度的1/4时的速度．

3．从距地面45 m的高处每隔相同的时间由静止释放一个小球，不计空气阻力，取g=10 m/s2，当第7个小球刚释放时，第1个小球恰好落地.求：(1)相邻两小球开始下落的时间间隔Δt为多大？(2)小球在第2秒内的位移大小是多少？

(3)第2个小球落地时，第3个小球与第5个小球间的距离是多少？

4．从离地的高空自由落下一个小球，取（1）经过多长时间落到地面；

（2）从开始下落时刻起，在第内的位移大小、最后内的位移大小；

试卷第1页，总2页，求：

5．物体自某高处自由下落，最后一秒下落的高度是65米，取总高度．，求物体下落的6．一小球自屋檐自由下落，能过窗口所用的时间Δt = 0.25s，窗高两米。问窗顶距屋檐多高？小球由屋檐下落到窗顶所用时间是多少？（g = 10m/s2）

7．一根长15m的长杆。上端挂起，然后让他自由下落，如图所示，求：(1)杆到达离杆的下端5m处的A点时的速度(2)整条杆通过A点所需要的时间。（g=10m/s2）

8．一根细杆长3m，用短绳悬挂(绳长不计)，悬点下有一个2m高的窗，窗顶在悬点下8m处，今将绳剪断，让杆自由下落(g取10m/s2)则：（1）当杆下端到达窗顶时的速度为多少？（2）杆经过窗所用的时间是多少？

试卷第2页，总2页 本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。

参考答案

1．（1）4s（2）30m/s（3）35m 【解析】 【详解】

（1）根据可知下落时间；

（2）由（1）所得结果可知，落地前最后1s就是第4s，这1s得初速度，也就是第3s的末速度，故有。则落地前最后1s初速度为：

；

．（3）落地前最后1s通过的高度为：2．（1）80m；（2）35m；（3）20m/s． 【解析】 【详解】

（1）由自由落体运动的位移公式：H=

gt2＝×10×42m＝80m

（2）小球在前3s内的位移：h＝

gt32＝×10×32m＝45m

最后1s内的位移X：x=H-h=80-45=35m

（3）下落高度为总高度的1/4时：h′＝H/4＝20m 由位移-速度公式：2gh′=v2-0

所以：v＝【点睛】

本题考查自由落体运动规律，明确自由落体为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，记住基本公式即可解答． 3．（1）0.5s（2）15m（3）20m 【解析】 【详解】

答案第1页，总4页 本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。

（1）设第一个小球落地用时为t，根据自由落体运动位移时间关系 h=

gt2可得：；

则相邻两个小球下落的时间间隔为T=（2）小球

在第2

=0.5s； 秒

内的位

移

大

小

：

（3）第2个小球落地时，第3个小球与第5个小球间的距离是：

【点睛】

解决自由落体运动的题目关键在于明确自由落体中的公式应用，一般情况下，研究由落点开始的运动列出的表达式最为简单；并且最好尝试一题多解的方法，这样可以练习灵活应用公式的能力．

4．（1）（2），【解析】

【解析】(1)由位移公式解得落地时间：(2)第内的位移：前内的位移为：

；

。最后内的位移等于总位移和前内位移的差，即5．45m

答案第2页，总4页 本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。

【解析】设总时间是，根据运动学公式得

故物体下落的总高度故答案为：．

点睛：设总时间为t，结合位移时间公式得出最后1s内位移的表达式，从而求出整个下落的时间，结合位移时间公式求出下落的高度。6．2.28m，0.675s 【解析】 【详解】

设屋檐距窗顶高为H，水滴下落至窗顶用时为t，则水滴到窗顶过程中：H=

gt2 …①

水滴到窗户底端过程中：H+2=

g（t+0.25s）2 …②

①②联立解得：t=0.675s；H=2.28m 7．（1）v=10m/s（2）1s 【解析】

（1）到达A是的速度v：（2）通过A的时间为t杆长为L：得：．，解得，代入数据得

；，解8．（1）（2）

答案第3页，总4页 本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。

【解析】 【详解】

（1）杆下端到达窗顶下落的高度为，有速度位移公式可得

；

（2）杆做自由落体运动，根据位移时间关系公式杆的下部到窗门顶的时间，杆的上部到窗门底的时间，故杆从门旁通过的时间：．

答案第4页，总4页，

第四篇：自由落体运动

课题

自由落体运动

安徽省舒城中学（231300）吕贤年

教 学 目 标：

1、知识目标：

（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问题。

2、能力目标：

（1）培养学生的观察能力和逻辑推理能力；

（2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；

（3）通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力。

3、情感目标：

（1）充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态。

（2）利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材。

教 学 重 点：仅受重力作用的不同物体，具有相同的重力加速度g。教 学 难 点：物体下落的快慢与物体所受重力的大小无关。教 学 方 法：多媒体辅助教学、实验探索与设问点拔相结合。

教

具：硬币1枚，与该硬币等大的纸片1张；等大的厚大纸片(20cm×20cm)2张；轻与大纸片的小石子1颗；钱羽管及抽气机1台；米尺1把；多媒体教学系统及自制课件等。

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6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。

一、复习提问

（屏幕显示要复习的问题，提问学生，回答正确后，屏幕再显示相关内容）初速度等于零的匀加速直线运动： 规律：速度变化规律 Vt＝at

位移变化规律

S＝at2/

2推论：Vt2＝2as

V＝Vt/2＝Vt中

特点：V1 ∶V2∶V3„＝1∶2∶3„

S1∶S2∶S3 „ ＝12∶22∶32„ SⅠ∶SⅡ∶SⅢ„ ＝1∶3∶5„ ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝„＝aT2

二、新课教学

（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。

（演示1）多种小物体的下落。指出在地面附近的任何物体，脱离支持物后，竖直落向地面的运动叫做落体运动。

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）

（演示2）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3）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4）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，引出新课）

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。

【板书】

（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5）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。（演示6）钱羽管实验。

在抽去空气的钱羽管内，金属片、小羽毛、小软木塞和小玻璃球等下落的快慢趋于相同。（多媒体展示，提供最新的实验证据）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。【板书】

1、自由落体运动：

(1)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)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是相同的。（探索自由落体运动的性质）

从实验中知道，自由落体运动是一种变速直线运动，这种运动是什么性质的运动呢？是一般的变速直线运动，还是匀变速直线运动呢？

（展示闪光照片，定性判断）

从照片中可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，表明小球在做加速运动。（体验前人的研究方法）

很早就有人研究过自由落体运动的性质，比较典型的有古希腊的哲学家亚里士多德和意大利物理学家伽利略。

亚里士多德的研究方法：观察与思考物体下落的快慢由重力大小决定。伽利略的研究方法：巧妙的推理提出假说数学推理实验维合理外推 利用课本后的阅读材料《伽利略对自由落体运动的研究》自制课件，再现伽利略的推理研究过程，得出自由落体运动是一种匀变速直线运动。

伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法：抽象思维、数学推导和科学实验相结合。爱因斯坦在《物理学的进化》中这样评论：“伽利略的发现以及所应用的科学的推理方法是人类思想上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端”。

（实验直接验证）

利用闪光照片或重物自由下落时打点计时器打下的纸带，测出有关的数据，结合课本中习题（或学生实验）中的结论ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝„＝aT2，定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动。【板书】

2、自由落体运动的性质：是一种初速度等于零的匀加速直线运动。（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S＝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。【板书】

3、自由落体加速度：

(1)在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，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)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，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）

(3)重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。（归纳自由落体运动的规律）

由于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规律及其推论都适用于自由落体运动，只要把V0取零，并且用g来代替加速度a就行了。【板书】

4、自由落体运动的规律：(1)规律：速度变化规律

Vt＝gt 位移变化规律

S＝gt2/2

(2)推论：Vt2＝2gs

V＝Vt/2＝Vt中

(3)特点：V1 ∶V2∶V3„＝1∶2∶3„

S1∶S2∶S3 „ ＝12∶22∶32„ SⅠ∶SⅡ∶SⅢ„ ＝1∶3∶5„ ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝„＝gT2

三、巩固应用

1、做一做：测定反应时间（详见教材）

（学生对这个小实验兴趣极大，个个跃跃欲试，可多做几位，g 取10m/s2，教师必须先测算出一些数据，做好准备）

2、某人要测一座高塔的高度，从这座塔顶上静止释放一个小石块，测得石块从释放到落地时间是3.0s，问塔有多高？g取10m/s2。

3、有A、B两个小球，在不同高度上做自由落体运动，A球下落1 s后，B球开始下落，两球同时落到地面。已知B球离地面高度为15m，问A球从多高处下落？g取10m/s2。

四、总

结

本节课对自由落体运动进行了实验、推理、探索，请同学们思考并回答下面的问题：

1、做自由落体运动的条件是什么？

2、为什么说自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动？叙述它的规律。

3、你对“科学实验和科学推理是揭示自然规律的重要方法和手段”这句话是怎样理解的。

第五篇：自由落体运动

《自由落体运动》探究式教学设计

本文就高中物理必修本“自由落体方运动”一课谈谈教学设想，具体分三个方面。【知识结构及教学目的要来的确定】

本节教材是作为匀变速运动规律的运用特例而编排的。通过本课的教学，使学生既了解一种具体的运动，又巩固匀变速运动规律。同时也为学习选修本“竖直上抛运动”和“平抛物体的运动”奠定基础。本课利用闪光照片来研究物体运动的方法，也将在后续课程中应用。

本节教材有五个知识点。即：A．落体运动是竖直向下的直线运动。B．自由落体运动的定义及特点（不同物体在同一地点，下落快慢相同）。C．自由落体运动的性质（初速为零的匀加速直线运动）。D．自由落体的加速度g。E．自由落体运动的规律。

各知识点是按知识的形成过程有机结合的。即：从对落体运动表象的观察，到深层的分析和研究，由浅入深、由表及里逐一展开。具体说：先观察轨迹，再判断运动快慢，进而分析运动的性质，确定运动加速度，最后明确运动规律。本节教材这样编写符合教育家赞科夫提出的“使学生理解学习过程”的原则，因此，在课堂教学过程中有必要遵循教材编写意图，按知识的形成过程进行教学。

由现代教学论可知，教学目的要求的确定可从知识本身的理论价值和应用价值，知识的能力价值和教育功能四方面考虑。因此，从知识本身的理论价值和应用价值角度提出教学目的要求如下：

A．知道自由落体运动、自由落体运动加速度的概念。

B．理解自由落体运动的性质和规律，巩固匀变速运动的有关知识。

在自由落体运动概念的形成过程中，伽利略用科学推理的方法，借助于理想实验，揭示亚里士多德“重的物体下落快”这一论断的错误。进而通过从简单着手的科学研究方法，忽略空气阻力这一次要因素，突出问题的本质，提出自由落体运动的概念。在自由落体性质这一知识点的形成过程中，伽利略采用实验研究的方法，证明自由落体运动是一种初速为零的匀加速直线运动，改变了以往人们凭直觉判断的研究方法，伽利略的实验研究标志着物理学的真正开端。因此，从知识的能力价值和教育功能的角度提出教学目的要求如下： C．培养学生观察能力和推理能力。D．初步了解研究自然规律的科学方法。（从简单着手进行研究的方法和实验研究的方法）

需要指出的是：在自由落体性质的研究过程中，伽利略所面临的困难是巨大的。当时现成的计时仪器只有一根指针，钟面上只刻有小时的刻度，若以小时为计时的最小单位进行自由落体运动的研究是十分困难的。对此伽利略首先提出用斜面“冲淡重力”的方法，通过对斜面上小球运动情况的研究来推断自由落体运动的性质。但这仍是不够的。由h12at2可知，若h=100m，t=3600s，则a6.5104m/s2，显然此时斜面的倾斜角已几乎是0°，而此时斜面摩擦阻力的影响又是难以回避的，因此伽利略又进行了计时仪器的改进，并成功地制造了“水钟”。“水钟”的设计思想与中国古代“水漏”的设计思想是一致的，水经容器底部的小孔流出，通过流出水量多少的测量，来较精确地测定时间，从而完成了斜面上物体运动情况的研究。考虑到教学时间的限制，也为了更好地服务于教学目的，在课堂教学中应该突出对伽利略“用实验验证理论”观点的重大意义进行宣讲，而对具体的实验方法和科学史料在以后的教学中再逐步进行介绍、渗透。

本节课的教学重点为：不同物体下落的加速度都是g。教学难点为：物体下落的快慢与物体所受重力无关。由于学生对重的物体下落快、轻的物体下落慢的印象很深，因此在课堂教学中必须精心设计实验，用事实战胜假象，帮助学生建立正确的观点。

【教学方法】

由于本节教材有着广阔的实验背景和能力与方法教育的深厚内涵，因此本节课的教学拟采用观察法。设计如下五个实验：（1）烧断悬线后小球下落的实验；（2）等面积铁片和纸片下落的实验；（3）纸片和轻纸团下落的实验；（4）等重的纸片和纸团下落的实验；（5）钱毛管实验。通过对各演示实验和闪光照片的观察分析，通过教师边演示、边启发，让学生边观察、边思考，充分调动学生的积极性，达到上述教学目的与要求。

观察法的教学模式是：A．创设情景，提出问题。B．明确观察内容。C．观察和记录。D．分析归纳，得出结论。本课每一演示实验的教学都应遵循这一模式，以提高教学效果，如演示实验1的教学过程是：A．明确要研究一种常见的物体下落的运动，出示如图所示装置，提出：悬线断后物体运动情况如何？B．向学生指出：先观察小球下落的轨迹，是直线还是曲线，是水平还是竖直的？C．进行演示，用火烧断悬线，避免剪刀剪断悬线时对悬线横切的不利影响，确保小球开始下落时初速为零。D．提问学生，得出：物体下落的轨迹是一竖直方向的直线。

观察法进行教学的目的，在于学生观察能力的培养，因此在教学过程中，还要让学生做到以下三点：A．学会观察的方法。如在实验2到实验5的教学过程中，对两物体下落快慢的比较，通过物体运动的初、末状态的比较来进行。在开始下落瞬间观察两物体是否同时、同高、无初速，在落到桌面上的瞬间通过眼看耳听来进行判别。B．学会对现象作准确、条理的分析和描述。如在利用自由落体的闪光照片研究自由落体加速度的教学过程中，要求学生由小球运动轨迹是竖直的直线、运动方向向下，得出小球的瞬时速度方向为竖直向下；由照片中相邻两小球间隔逐渐增大，得出在每一段闪光时间间隔内物体的平均速度逐渐增大；再结合自由落体是匀变速直线运动，得出小球的瞬时速度逐渐增大，从而得出自由落体加速度方向为竖直向下。C．善于从观察中发现问题。如利用自由落体的闪光照片测定重力加速度大小的过程中，通过用刻度尺测出小球间距，求得的重力加速度值小于9.8m/s2，使学生了解闪光照片中标尺的作用。在实验5钱毛管实验的教学过程中，通过正误实验操作的对比，使学生领悟到：钱毛管由水平位置转为竖直时应保持上端不动，从而使金属片和羽毛在刚开始下落时速度为零；在学生观察到真空中金属片和羽毛下落快慢相同的现象后，提问学生：生活中有没有轻重不同的物体下落快慢相同的现象。启发学生：若重的物体压住了轻的物体，也会使物体下落快慢相同。再进行演示：在真空中羽毛在上、金属片在下时两物体下落快慢相同，从而使学生真正建立起：忽略空气阻力时，物体下落快慢相同的观点。

【教学过程及实验和例题的讲解】

教学过程的优化设计关系到课堂教学的质量，教学目标的实验、教学任务的完成都要通过教学过程来实施。本节课的主要教学过程如下：A．引入新课，明确课题。研究物体下落的运动；B．实验演示，定性研究。得出：自由落体运动的概念特点；C．利用闪光照片，定量分析。得出：自由落体的性质和自由落体加速度；D．应用和巩固练习。得出自由落体运动的规律，进行例题教学。

围绕着物体下落快慢与所受重力无关这一难点设计的系列实验（实验2—5），具体安排如下：

由于“重的物体下落快”这一错误的生活经验，总是存在于大多数学生头脑中。因此安排实验2：铁片和等面积纸片下落，让学生观察到“重的物体下落快”的现象，暴露出学生原有的错误观点。再通过实验3：取二张相同的纸，剪去其中一张的部分并揉成团再同时下落，让学生观察到“轻的纸团下落快”的现象。通过强烈的对比，激发学生的兴趣，促使学生积极地思考。然后安排实验4：让等重的纸片和纸团下落，使学生观察到“等重的物体下落快慢不同”的现象。使学生跳出物体下落快慢与重力相关的思维怪圈，去分析空气阻力的影响。降低了分析的难度，符合赞科夫提出的“使班上所有的学生（包括最差的学生）都得到一般发展的原则”。通过对空气阻力的分析，使学生意识：空气阻力的影响使得物理现象复杂多变，一时难以抓住问题的本质。从而启发学生：从简单着手，忽略空气阻力的影响，进而引出实验5：钱毛管实验。使学生建立：“忽略空气阻力时，同一地点物体下落快慢相同的”观点。

上述实验各具目的、有机结合。从实验2引出错误（这是纠正错误的前提），实验3提出问题，激发兴趣，到实验4进行铺垫，帮助分析，实验5解决矛盾，得出结论。一环紧扣一环，一气呵成。

例题的教学不仅要起到对课堂所学知识的巩固和提高作用，还要起到深化和活化的作用，同时又是教学过程中的一个反馈手段。本课例题选用教材后面练习题（1），即：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（不考虑声音传播所用的时间）。之所以选用这个题目而不用课文中的原例题，原因有二：A．让学生养成独立思考的习惯，真正检验学生对课堂教学内容的掌握程度，避免出现部分学生不深入分析，依赖课文进行题解的错误做法。B．结合例题，介绍测量变换的物理思想，使学生了解：依赖于某一物理过程，可用测量时间的办法来求得空间的尺寸。

通过例题的教学还要使学生逐步领会到物理公式是描述物体运动的规律，而不是简单地反映一些“数”之间的联系。具体讲解过程如下：首先通过分析使学生明确：小石块下落过程空气阻力较小可忽略，且释放小石块时初速为零。即：小石块作自由落体运动；再根据不考虑声音传播所用时间，得出小石块的运动时间是2．0s；然后利用自由落体运动规律求得：井口到水面的深度h 12gt219.6m。