高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计[合集五篇]

第一篇：高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计

教学内容为鲁科版《普通高中课程标准实验教科书·物理必修1》（20xx年8月第3版）第三章第3节（第46页至第53页）。它是在学习“匀变速直线运动规律”之后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究，使学生既了解一种具体的运动，又巩固匀变速运动规律，也加强了课本知识与实际生活的联系；通过研究物理问题的基本思路和科学方法的学习，为今后研究“竖直上抛运动”和“平抛物体的运动”打下良好的基础。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。因此，本节课是本章知识的复习课，是培养学生思维的研究课，是联系生活的应用课，也是后继学习的知识准备课。

本节教材有四个知识点。即：A．影响物体下落快慢的因素；B．自由落体运动的定义、性质及特点；C．自由落体运动的加速度g；D．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。

学生学习情况分析

1、学生由于受日常经验的影响，对物体的下落运动普遍存在重快轻慢的错误认识。本节课拟通过学生之间的辩论，使学生明确认识到：日常见到的现象是因为受空气阻力的影响的缘故，从而有效地消除学生的从生活中得来的错误观念，培养学生透过现象看到本质的辩证唯物主义认识观。

2、学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识，具备了一定的学习基础，通过DIS传感器直观真实地得出自由落体运动的速度图像后，由学生根据以前学过的图像规律自行总结出自由落体运动的特点，利用“牛顿管实验”中铁片和羽毛同时落到底部的实验现象引导学生根据已学知识推导出同一地点不同物体自由下落的加速度是相同的，得出自由落体加速度的概念，然后结合匀变速直线运动规律“水到渠成”地推导出自由落体运动的规律。

设计思想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。本节课的主要教学思路如下：A．由一则生活引入新课，明确课题；通过一个小的演示实验研究物体下落的运动；B．通过“辩论赛”的方式探究影响物体下落快慢的因素，然后抓住主要因素，忽略次要因素，建立理想化过程，得出自由落体运动的概念；C．利用DIS传感器定量分析，得出自由落体运动的性质和特点。利用牛顿管实验理论推导出同一地点不同物体的自由落体加速度是相同的；D．用前面学过的匀变速直线运动的规律及自由落体运动的特点总结出自由落体运动的规律（公式）；E．在“迷人小实验”中，利用总结出的公式计算出一般人的反应时间，与引入遥相呼应，进行情感态度价值观的教育。

教学目标

1、知识与技能：理解自由落体运动的实质及相关概念，掌握自由落体运动的规律。

2、过程与方法：通过演示实验让学生从观察实验中分析归纳出自由落体运动的特点，培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力，归纳概括出物理概念和物理规律的能力。

3、情感态度价值观：

（1）通过实验、观察、推理、归纳等科学知识和方法，培养学生透过现象看本质的认识观；

（2）通过对自由落体运动的学习，培养学生多层次考虑问题的辩证唯物主义思想；

（3）通过多媒体技术的应用激发学生的学习兴趣，培养学生追求科学真理的学习品质。

（4）让学生感受到物理与科学和社会、生活的联系，感受到科学的现实性。使学生产生强烈的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，初步领略科学的美妙与和谐，体验解决问题时的喜悦。培养学生合作意识与协作精神。

教学重点和难点

重点：

认识自由落体运动是初速度为零、加速度为 g的匀变速直线运动，并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题．

难点：

（1）物体下落的快慢与物体所受重力大小无直接关系。

（2）同一地点自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。

教学过程设计

一、引入新课

同学们，在讲新课之前，老师先给大家讲一则生活见闻。老师有一次在街上看见一个江湖骗子在行骗，现在我将他的骗术再现一下：

这是一张百元钞票，我捏住它的顶端，你用两个手指放在钞票的中部做好捏住钞票的准备，但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到钞票，当看到我松手时，你就立刻去捏钞票。

骗子说：“如果你能捏得住，百元钞票归你，如果捏不住，你只需给我五元钱”。

现在请三位反应敏捷的同学上台来试试，看能否捏得住钞票。

事实证明，绝大多数人都捏不到钞票而被骗。要戳穿骗子的骗局，揭示其中的科学道理，学习完本节内容就知道了。

二、新课教学

[板书：第3节匀变速直线运动实例——自由落体运动]

师：现在我们来研究挂在细线下静止的小球，小球受哪些力的作用？

生：重力和拉力

师：如果把线剪断，小球下落后受什么力作用？

生：重力和空气阻力（较小）

师：那么，小球将在什么方向上运动？

生：沿竖直方向下落

演示：用火将绳子剪断，小球下落。

这就是我们常见的物体自由下落的现象。将轻重不同的物体从同一高度同时静止释放，快慢相同吗？（同学们七嘴八舌，主要有两种看法：重的物体下落快、重的物体不一定下落快。）

[板书：一、科学探究1——轻重物体下落快慢相同吗？]

师：赞成重的物体下落快的同学请举手，赞成重的物体下落不一定快的同学请举手。究竟哪种说法正确呢？现在我们来举行一次小小的辩论赛吧。请刚才举手的同学们各选出三名代表，坐到讲台的两侧来。

坐在讲台左侧的代表队为正方，他们的观点是：重的物体下落快。坐在讲台右侧的代表队为反方，他们的观点是：重的物体下落不一定快。每队的桌面上放有硬币一枚、相同纸片两张、相同体积的铁球和铝球各一个。现在各队先讨论5分钟，可以利用桌面的器材设计实验来论证本方的观点。

正方甲生：同学们请看，将硬币与纸片同时由同一高度静止释放，硬币比纸片下落得快，说明重的物体下落快。（鼓掌）

反方乙生：将纸片捏成团，然后与硬币同时由同一高度静止释放，两者几乎同时落到桌面上。说明重的物体下落不一定快。（鼓掌）

正方丙生：你们怎么证明是同时到达呢？根本看不清楚，硬币肯定会更快到达桌面的，只是太快了，我们眼睛区分不出来。

反方丁生：将铁球和铝球同时由同一高度静止释放，大家认真听听，落到桌面时，声音只有一个（演示），说明两球是同时落到桌面的，也即快慢一样。

正方丙生：落到桌面的声音并不清脆，有些混浊，也许是两个时间间隔太短了，我们的耳朵区分不出来。

反方戊生：我们假设“较重的铁球下落得快”是正确的，那么将铁球和铝球用线连在一起下落，跟铁球单独下落相比，谁下落得快？按正方观点连在一起的两球比铁球重，应该比铁球下落得快。但是铁球和铝球连在一起后，下落得慢的铝球要对下落得快的铁球起阻碍作用，所以两球连在一起时，应该比单独的铁球下落得慢。由正方观点推出了自相矛盾的两个结论，所以说，正方观点在逻辑上是站不住脚的，是错误的。（热烈鼓掌）

正方同学面面相觑，哑口无言。

师：在刚才的激烈辩论中，正反双方同学都能开动脑筋、积极思考，充分利用了桌面上的器材来论证已方的观点，特别是反方戊生在实验观察效果不够明显的情况下，能利用我国古代“以子之矛攻子之盾”的逻辑思想，推翻了正方的观点，更是值得称赞的。现在我宣布反方同学获胜。（鼓掌）

师：重的物体不一定比轻的物体下落得快。那么，物体自由下落快慢到底受什么因素影响呢？为什么纸片捏成团后，重量未变，但下落得快呢？

生：因为物体自由下落时，物体除了受重力作用以外，还受到空气阻力的影响，纸片捏成团后，重力作用不变，而空气阻力的影响变小，所以下落得快。

师：如果没有空气阻力作用的话，物体自由下落得情况会怎样呢？我们通过实验来观察这一情况。

演示：牛顿管实验。

师：轻重不同的羽毛和金属片在没有空气的空间自由下落，它们不受空气阻力作用，下落快慢相同；若在有空气的空间下落，它们受到空气阻力作用时，下落快慢就不相同了。综合上述实验，得出结论：

[板书：若无空气阻力作用，不同物体自由下落运动快慢相同。]

师：物理学中，把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。而在日常生活中，物体下落不可能不受空气阻力作用，如果空气阻力相对于重力而言很小可忽略不计的话，物体由静止下落的运动就可看成是自由落体运动，例如：铁片与金属小球从静止开始下落的运动等等。所以自由落体运动是一个理想化过程。通过理想化突出主要因素，忽略次要因素，从而使问题简单化，这是物理学中常用到的一种研究问题的科学方法。

我们可以看到自由落体运动的物体速度越来越大，是作匀加速运动吗？

[板书：二、科学探究2：自由落体运动的特点]

师：我们曾用什么方法研究并判断匀变速直线运动呢？

生：当相邻且相等时间内的位移之差Δs为定值时，小球作匀加速直线运动，且有

Δs=aT2。

师：留迹法是研究物理规律的重要方法。例如频闪照片、纸带等。

课本第47页的图3—26是小球做自由落体运动的频闪照片。限于时间关系，请大家在课后由该图片上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。

现在我们用一台较为先进的仪器——DIS传感器来研究自由落体运动的性质。

将重物和速度传感器连在一起自由下落，通过电脑直接在大屏幕上显示出其速度——时间图像。图像有什么特点，由图像可以得到哪些结论呢？

生：自由落体运动的速度图像为一条过原点的倾斜直线，说明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

[板书：1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。]

师：在同一地点将两个不同的物体静止释放，不计空气阻力，它们运动的加速度相同吗？大家可以根据刚才我们做过的牛顿管实验中羽毛和铁片的运动情况进行理论推导。请一位同学上台演板。

学生演板：

即不同物体自由下落的加速度是相同的。

师： 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，又叫重力加速度，通常用g来表示。

[板书：2、自由落体运动的加速度a=g，方向竖直向下。]

师：请同学们阅读课本第48页的信息窗。由信息窗可以获取哪些信息呢？

生：不同纬度重力加速度的值不同，纬度越高，重力加速度值越小。

师：很好，请坐。重力加速度的值不仅跟纬度有关，还跟高度等因素有关，这将在我们以后的学习中继续学习。自由落体运动是v0=0，a=g的匀加度直线运动，我们能否利用以前学过的匀变速运动的公式推导出自由落体运动的`公式呢？

生：能。

由

师：很好。式中的s我们也常用h来替代。

[板书：三、自由落体运动公式 ]

师：请大家根据课本第49页“迷你实验室”中提示的方法，两人一组，互测对方的反应时间。（下台询问）绝大多数同学的反应时间在0.15—0.18s之间，而百元钞票长为15.6cm，一半长7.8cm，将h=7.8cm代入公式可得t=0.13s，可恶的骗子就是利用这0.02—0.04s的差距骗取人民的钱财的。希望大家通过本课的学习能够理解“占小便宜吃大亏”、“天上不会掉馅饼”的人生哲理。

师：0.02s让骗子的诡计得逞；0.02s杨利伟叔叔驾驶“神州五号”绕地球运行了约158m；雅典奥运会百米决赛赛场上盖特林9秒85，奥比科维鲁9秒86，格林9秒87。他们都只相差了0.01s，这是怎样的差距？是从“金牌”到“银牌”到“铜牌”的巨大落差，更是近在眼前却难以逾越的无奈……。时间对于每个人来说都是宝贵的，同学们要珍惜属于自己的分分秒秒，努力学习、快乐生活，将来成为一个对社会有贡献的人。

课堂小结（1）我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，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过程——自由落体运动，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。

（2）通过分析处理实验数据，推出了自由落体加速度的概念，结合匀变速直线运动的规律推导出自由落体的运动规律，（3）同学们要学会研究问题的方法而不仅仅是知识本身，知识的结论当然重要，但更重要的是如何获取知识和处理知识。

布置作业：

1、利用课本第47页的图3—26上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。

2、阅读课本第50页至52页，完成第53页练习5、6。

3、查阅资料，了解重力加速度的测量有什么实际意义。

4、由实验测出的重力加速度的值比当地实际的重力加速度的值小，试分析误差来源。如何改进实验可以减少误差？

教学小结与反思

1、由一则生活见闻引出课题，较好地集中了学生的注意力，激发了学生强烈的求知欲，有效地调动了课堂气氛。

2、通过实验演示，激发学生的好奇心，培养学生的学习兴趣，用火烧断悬线，可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。

3、通过“辩论赛”，引导学生动手、动脑、动嘴，自行设计实验探究物理规律，很好地培养了学生团结协作、自主学习、勇于探索创新的精神，较好地训练了学生的语言表达能力，让学生充分体验到了成功的喜悦。也使学生了解突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。

4、为了保证学生有充足计算时间，特把频闪照片的数据分析和处理放在课后进行。课内则采用先进的DIS传感器系统，直观、真实、快捷地展示出自由落体运动的速度图像，然后依据学生已有的知识和物理研究方法，通过数据分析、归纳总结、类比迁移，由自己推导出自由落体的运动性质和规律。

5、最后的“迷你小实验”与引入遥相呼应，及时对学生进行情感态度价值观的教育，使学生建立正确的人生观和价值观。

6、本节课科学探究所花时间较多，没有安排随堂训练，拟在下节课补充一节习题课。

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第二篇：高中物理必修1教案-《自由落体运动》案例

自由落体运动教学设计

王祥晖

一、教材内容分析

《自由落体运动》是人教版高中物理必修一第二章第五节的内容。本节内容是在学生学习了运动学的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系。

另一方面，通过实验培养学生的自主、合作、探究的科学研究方法，为学生的终身发展打下了良好的基础。因此本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.知道物体做自由落体运动的条件。2.掌握自由落体运动的特点和规律。

（二）过程与方法

1.培养观察能力和分析、处理实验数据的能力，会验证匀变速直线运动。

2.通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综合的能力。

3.通过实验探究自由落体运动加速度的大小，体会实验在发现自然规律中的作用。

（三）情感态度与价值观

1.领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。2.通过实验探究，培养形成实事求是的科学态度。

三、教学重点、难点

重点：自由落体运动的性质和规律。

难点：设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动。

四、教学方法

实验探索法、启发式教学法、分析归纳法

五、教学过程

（一）新课的引入

从落体运动引入

图片展示：下落的苹果、跳伞运动，生活中存在着许多落体运动。

师：请同学们从生活经验出发对物体下落快慢情况提出自己的看法，并举例说明。

说明：让学生展示对物体下落已有的经验认识，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值。预测：学生对物体下落的认识可能有下面几种 1．重的物体下落快；例如：小石块下落的比树叶快 2．轻和重的物体下落一样快；例如：小石块和小纸团下落的一样快 3．体积小的物体下落的比大的物体下落快；例如：小球下落的比气球快 4．物体在下落过程中，速度越来越大；例如：小石块下落 5．物体下落的很快，例如：从3层楼高出物体下落的楼底，只需1秒多一点时间 6．…… 师：二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。

这个观点是否正确？由实验验证。

【演示实验一】粉笔和纸片同时下落，可观察到什么现象？ 重的物体下落快

【演示实验二】取两张相同的纸，剪去其中一张的一部分然后揉成纸团，再让它们同时下落。可观察到什么现象？

轻的物体下落得快

【演示实验三】粉笔和纸团下落，可观察到什么现象？ 轻和重的物体下落一样快 【演示实验四】取两张相同的纸，把其中一张揉成纸团，再让它们同时下落。可观察到什么现象？

轻和重的物体下落不一样快

师：那么为什么物体下落有这些相互矛盾的结论呢？是什么原因造成的？

说明：让学生对已有观点进行分析和比较，提出新的问题，然后对新问题进行进一步的研究。对已有现象和结论进行进一步的思考和分析是科学研究的起点。预测：学生分析出的原因可能是： 1．有没有受到空气阻力； 2．空气阻力和物体的重力。站在巨人的肩膀上：介绍伽利略是如何对亚里士多德对物体下落的研究结论产生怀疑，通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的。分析方法如下：

在古希腊哲学家，亚里士多德认为物体下落的速度与物体所受的重力大小成正比，即重物比轻物先落地。伽利略用亚里士多德的观点推出了互相矛盾的结果。他说如果重的物体先落地，那么把轻的物体和重的物体栓在一起，那么它比重的物体还重，根据亚里士多德的观点它下落的地面的时间应比重的物体短；但我们再根据亚里士多德的观点，重物下落的比轻物快，那么在下落过程中，重物会受到轻物的牵扯而变慢，轻物会受到重物的牵扯而变快；那么拴在一起的物体下落的速度应比重物下落的速度慢；这样伽利略就用亚里士多德的观点推出两个互相矛盾的结论，这说明亚里士多德的观点是有缺陷的，因此伽利略认为轻、重不同的物体它们下落的速度是一样的。为了说明他对物体下落的结论是正确的的，据说他在比萨斜塔上把木球和铜球同时下落，发现它们几乎同时落地。伽利略利用科学的思辨方法指出了亚里士多德对物体下落的观点的矛盾通过实验揭示了物体自由落体运动的规律。

猜想：如果没有空气阻力，轻和重的物体下落一样快？

（二）自由落体运动

1、轻、重物体自由落体运动的过程运动情况一样―――下落的一样快

教师通过牛顿管演示实验来证实在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落情况一样。实验装置如右图所示，在一根长约1.5m的玻璃管中，放入一些形状和重力均不同的小物体，如羽毛、铁片片。演示实验时按如下步骤：

将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况。

师：从该实验中，同学们看到什么现象，从这些现象中说明了什么问题？ 在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体下落的快慢是一样的，这就是我们今天要学习的自由落体运动。

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。（如果空气阻力对物体影响很小，可忽略不计，那么，物体在空气中从静止开始下落的运动就可以看作是自由落体运动。）2.研究性质：初速度为0 自由落体运动的加速度

师：自由落体运动的规律都相同，用什么物理量来表示自由落体的运动规律呢？

说明：在研究得出轻、重不同的物体自由落体运动的一样快后，学生很可能会产生这样的疑问，为什么轻重物体下落的会一样快？其内在原因是什么？产生这样的疑问是非常好的，对这个问题的思考和讨论正是揭示了力和运动之间的关系。但并不是本节课研究的主要问题；因此在此处，教师通过问题把学生的思维引导到研究自由落体运动规律这方面。如果学生有这方面的疑问，教师应给以积极的肯定，并且鼓励学生课可后给以解决。预测：学生对老师提出的问题可能的答案是 1．用物体的速度来表示 2．用物体的运动加速度来表示 引导学生认识到物体运动的加速度是用于确定物体的运动快慢，知道物体运动的加速度就能知道物体的运动速度的变化规律，知道物体的速度变化规律就能知道物体的位置变化规律，因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度）就能知道物体的运动规律。

师：那么如何测得自由落体运动的加速度呢？请思考测量重力加速度的实验方案？

说明：自由落体运动是匀变速直线运动的一个实际例子，本节课目的不仅要让学生认识到自由落体运动的规律，而且还要通过对自由落体运动的研究来加深对匀变速直线规律的掌握和应用。因此可让学生利用所学匀变速直线来设计来研究自由落体运动的运动规律。预测：学生设计的实验方案可能是： 1．让小球从高为h下落，测出下落所用时间t；那么自由落体运动的加速度h为g2（此种方法由于物体自由落体运动很快，因此时间的测量较难；此种方t2法并不可行）s2．利用打点计时来测量自由落体运动的加速度gT这2（重物重力应较大，样才能使重物在下落过程中受到的阻力可以忽略不计，本实验容易实现）s3．利用闪光照片来测量自由落体运动的加速度gT（本实验实验误差最小，2但不容易在课堂上实现，但这种方法教师应该给予介绍）在学生交流讨论实验设计的方案中，应让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题。老师可根据教学实际情况安排实验（打点计时器实验）或直接给出打点器打出自由落体运动的纸带（或自由落体运动的闪光照片），让学生分析得出测量出自由落体运动的加速度―――重力加速度。

教师在学生算出重力加速度后，教师可以提供不同纬度上的重力加速度，让学生发现地球不同纬度的重力加速度是不一样的，它会随纬度的增大而增大。（这点可以在学习万有引力定律后给出更好，因此教师可以根据学生情况自行取舍；如果学生能提出为什么重力加速度会随纬度的增大而增大？那么老师应给以肯定，鼓励学生探究其产生的原因）

4．自由落体运动规律的应用

生活中许多物体的下落都可以看成自由落体运动；如石块下落、花盆下落……。

例题1：

例题二：

练习1：

2．请同学们利用刻度尺设计测量人的反应时间

说明：在应用物理规律时，不仅要做巩固性练习，而且要结合实际问题情景让学生在做的过程体验如何应用物理知识解决问题特别是方案设计的讨论有助于促进学生各方面

第三篇：高中物理必修1第二章第5节自由落体运动+教学设计

2.5自由落体运动 教学设计

石门一中

杨四九

一、教材分析

落体运动是一种常见的运动，自古以来许多人都研究过，伽利略对自由落体运动的研究意义巨大。为便于学生接受，教材的表达分为两节。本节通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。下一节介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。

二、教学目标 【知识目标】

1．知道物体作自由落体运动的条件

2．通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向、在地球上的不同地方重力加速度的大小不同、通常情况下g取9.8 m/s2 3.知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

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 【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、通过学生实验，探索自由落体运动的加速度及其运动性质，培养其探索精神。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 【情感目标】

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

三、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

四、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

五、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。

六、教学用具：

多媒体，牛顿管，抽气机，金属片，纸片，天平，打点计时器，纸带，铁架台，重物（几个质量不同的重物），刻度尺

七、教学设计

一、导入新课

师：落体运动是自然界中一种常见的运动，如苹果掉下，雨滴下落，甚至羽毛飘落，都是落体运动。

它们下落的快慢相同吗？ 演示实验：让一个面积相同的纸片与铁片从同一高度同时释放，然后将纸片捏成团，再同时同高释放纸团和铁片，学生观察实验现象，并比较两次纸团下落的快慢不同

师：纸片捏成团，质量并没有变化，仍然比铁片轻，可见轻的物体也可以比重的物体下落的快，那么导致纸片和纸团下落快慢变化的根源在儿呢？

学生：这是可能是因为空气的阻力的影响。把纸片揉成团，面积变小，所受空气的阻力要比纸片所受空气的阻力小得多。

师：如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中，没有空气阻力，从同一高度释放，和伽利略的结论一样吗？

演示：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的铁片、羽毛从静止一起下落。老师：可见空气阻力对落体运动的快慢造成影响，阻力影响较大时的落体运动情况比较复杂，我们今天主要学习自由落体运动。

让学生思考、讨论。明确：空气阻力使下落物体的运动表现的很复杂，科学的第一步是先忽略空气阻力，研究物体不受空气阻力的运动。在这样的学习中，学生不仅可以提高观察与推理的能力，而且会逐渐形成观察与思考的习惯。板书：自由落体运动：

一、定义：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。师：你能说出自由落体运动中，“自由”的含义吗？

学生：①自由释放，初速度为0，②下落中不受空气阻力，或阻力影响可以被忽略。

师：铁球和羽毛静止释放后的落体运动中都受到空气阻力，哪个可以近似认为作自由落体运动呢？

师：我们已经学过匀速直线运动和变速直线运动，自由落体运动可能是个怎样的运动？ 师：先前我们研究运动速度变化有很多实验仪器和实验方法，哪些方法可以让我们借鉴？ 学生：打点计时器，频闪照片、光电门、„„ 让每两位同学共用一套打点计时器打一条纸带，要求学生选择不同方法研究自由落体运动中的速度变化，并投影学生的数据处理结果。让学生做教材的重物自由下落的实验、并分析纸带的实验数椐。使学生在实践中有成就感并培养了探索精神。

突出作V-t图像的方法，根据情况可以使用计算机出V-t图 投影学生的数据处理，使结果得到共享与评价。板书：

二、性质：自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动 同学们请阅读教材中的表格，能得到什么知识？ 板书：

三、自由落体运动的加速度

同一地点一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示

总结：地球上不同的纬度、g值不同。其方向为竖直向下。通常的计算，g值取9.8m/s2，粗略计算：g=10m/s2 老师：g值的变化规律可能与什么有关系，请同学们课后查一些资料、思考一下。

四、规律

因为自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们根椐匀速直线运动的规律推导出其速度公式，位移公式。vtgt学生推导得出： 12 hgt

2五、应用：反应时间的测量

这个小游戏能测出人的反应时间。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。学以至用，可以让学生感到知识的力量，培养作为人类的自豪感，同时培养了学生的沟通合作能力，并激发出学生用一种探索与研究的眼光去分析实验问题的意识。

老师：我们师生配合做一个小游戏。学生分组作实验，测定反应时间。

1、读一读：阅读课本的“做一做”，弄清楚实验原理、器材、步骤、数据的采集和处理、结论。

2、做一做：两人一组，测定各自的反应时间

3、想一想：如何制成一把直接测量反应时间的“尺子”。

4、研究性小课题：跟踪检测自己的反应时间，检测不同人群（性别、年龄、职业等）的反应时间，研究反应时间跟哪些因素有关？ 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。教后反思:本节课根椐《物理课程标准》，努力实现三维目标，为学生终身发展奠定基础；在内容铺垫上注重全体学生的基础、兴趣。在组织教学上，尽力促进学生自主学习，让学生积极参加与，乐与探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方法，培养学生科学探究的能力，使其逐步形成科学的态度与精神。在评价中通过利用其激励与论断功能，帮助学生认识自己、建立自信并提升自我教学实践能力。

本节授课以后感到时间比较紧，学生的实验动手能力还有待提高。

（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第一个特点。v0=0，从而将上述运动当作为自由落体解决，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v2=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/s2，求小球：

（1）经过多长时间落到地面？

（2）自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后l s内的位移。

（3）下落时间为总时间的一半时的位移。

分析：由h=500m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地时间，根据运动时间，可算出第1 s内位移和落下一半时间的位移。最后1 s内的位移是下落总位移和前（n-l）s下落位移之差。解：（1）由h12gt，得落地时间 2 t2h250010 s g1012gt15m 212gt9405m 2（2）第l s内的位移： h1因为从开始运动起前9 s内的位移为 h9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

第四篇：2015年高中物理 第二章 第5节 自由落体运动教学设计 新人教版必修1

5．自由落体运动

教材分析

教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为a＝g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这体现了物理学从简单问题入手，用理想化的方法处理实际问题的方法。研究自由落体运动时，给出了频闪照相机的照片，但没有作定量的详细分析，只要求从图上看出物体越落越快，物体作加速运动即可。教材为了简便，援引伽利略的研究结果，直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度的讲述，也比较适合学生的思维习惯，根据实验在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面的事实。由x12at知它们的加速度必相同，所以本节课的重点和关键是2做好实验和推理分析。

学情分析

学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，并用电磁打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能力和运用控制变量的研究方法。

落体运动在自然界中是比较常见的，学生既熟悉又比较陌生。要从实际的落体运动出发，总结得出理想情况下的落体运动的规律，需要通过实验、分析，提示出物体只在重力作用下的落体运动的实质。自由落体运动是一种理想化的运动，在一定条件下实际的落体运动可以看作自由落体运动。学生掌握了落体运动的规律后，也能解决一些实际问题。

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：整节课由多个演示实验、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。

三维目标 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，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律解决实际问题；

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；

4．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会.根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。

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。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。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。教具准备

多媒体课件、牛顿管、硬币、天平、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物（两个质量不同）等。

课时安排 2课时

教学过程 【新课导入】

师：两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样地清脆美妙！它使人们清醒地认识到，轻重不是下落快慢的原因；它动摇了2 000多年来统治着人们头脑的旧观念，开创了实验和科学推理之先河，将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台。当树叶从树上飘落下来，雨滴从屋檐上落下来的时候，你们想过这种运动吗？物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动──“探究自由落体运动”。

【新课教学】

一、自由落体运动

（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。

在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢在不少情况下是不同的。从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗？

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）

问题：重的物体一定下落得快吗？你能否证明自己的观点？ 【实验探究】

2（演示）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）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）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）

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。（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）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。结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关。

（演示）钱羽管实验。将羽毛和金属片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相同。

做牛顿管对比实验要注意：①抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转；②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底；③打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大；④实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象。

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。

（展示最新的实验证据）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。

1．自由落体运动

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．特点

（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；

（3）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相同。

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 3 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。

【阅读】请同学们阅读下面的小资料，体会空气阻力的影响。

气体和液体都具有流动性，统称为流体，物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动，要受到空气的阻力。快速骑自行车，我们就会感到空气的阻力，轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。鱼在水中游动、人在水中游泳，都要受到水的阻力。

流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大.雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大.当阻力增大与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落。流体的阻力跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大。.跳伞运动员在空气中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，可以比较缓慢地降落。航天飞机着陆后，在飞机后面张开一面类似降落伞的装置，加大阻力，以便较快地停下来。

流体的阻力还跟物体的形状有关系，头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫做流线型。鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力，小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下部分，外形都采用流线型设计。

一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体，悬浮在水面上航行，阻力减小，速度很大。磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶，速度可高达500 km/h。

3．自由落体运动的性质 【实验探究】

按照教材第43页的图2.5－1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。

打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带，启动计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。

改变重物的质量，重复上面的实验。

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2mm的纸带才是有效的；（学生的疑问暂且不要解释）

⑦教师一定要提醒学生思考讨论，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。问题：完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：

4（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？

2（3）有的同学从实验结果中得出x∝t，有的同学得出x∝t，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。

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。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。

2也可用自由落体运动的闪光照片，测出有关的数据，结合结论Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝„＝aT，定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动。

【课堂训练】

意大利的城市比萨有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4m，由于塔基问题，塔身发生倾斜，这正是理想的落体实验场所。传说，经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断，曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验。只见伽利略一步一步登上塔顶，一手拿着一只1磅重的小球，另一手拿着一只10磅重的大球，在提醒观众注意后一松手，两只球同时开始笔直下落，伽利略令人信服地胜利了。

这段描述今天已无从落实是否真实地发生过，然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球，比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了。

（1）请同学们补充上述实验的结果──两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的？（2）这个实验证明了什么结论？ 参考结果：（1）同时落地；（2）物体下落过程的运动情况与物体质量无关。

二、自由落体加速度

（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？

2由公式x＝at/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。

1．重力加速度

在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。

2．重力加速度的方向

重力加速度的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。3．重力加速度的大小

2利用打点计时器打出的纸带或闪光照片，可定量地计算出g＝9.8m/s。通过算g值理解自由落体运动 5 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。

让学生看教材第44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。

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。

不同的地理位置，重力加速度的大小不同，随纬度的增加，重力加速度值逐渐变大。通常情况下g 取229.8m/s，粗略计算时g 取10m/s。（初中学过的常数g＝9.8N/㎏，实质上是这里的重力加速度）

【课堂训练】

频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图2.5－4是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次。如果要通过这幅照片测量自由落体加速度，可以采用哪几种方法？试一试。照片中的数字是小球距起落点的距离。

三、自由落体运动的规律

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。

1．规律

速度变化规律：v＝gt

1位移变化规律：x＝gt2

22．推论 v2＝2gx

vvv

2t中3．特点

v1∶v2∶v3„＝1∶2∶3 „ x1∶x2∶x3 „ ＝12∶22∶32 „ xⅠ∶xⅡ∶xⅢ„ ＝1∶3∶5 „

2Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝ „ ＝gT 【讨论与交流】

在现实中，雨滴大约在1.5 km左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样快速的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s，为什么它们的差别会这么大？

参考：意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下（即不受阻力）由静止开始的运动，叫

2自由落体运动。那么一切物体的下落都一样快，加速度都为g＝9.8 m/s，在任意时刻物体的速度vt＝gt，12在任意时刻物体下落的高度h＝gt2，这样，可以得出v＝2gh。现在说说雨滴的下落是否是自由落体吧，2首先说说雨滴的形成：由于大量湿空气的上升，随着高度增加压强逐渐减小，水蒸气出现过饱和，使水蒸气凝结而形成小水滴，大量小水滴聚集起来形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力开始下落，又与上升的热水汽形成更大的水珠，这样形成的水滴的下落是自由落体吗?我们先假设水滴下落是自由落体，并

2且还假设云的高度为2000m，那么这样的水滴下落到地面的速度有多大?由v＝2gh易计算得到v＝200m/s。

那么水滴在下落时的速度为什么会这么小?原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻碍作用，减慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，这种阻碍作用越强，当水滴的重力与阻碍的力相等时，雨滴就会匀速下落。当雨滴的半径大到某一程度时，受到气流的影响而会分裂，较大的部分继续下落，而较小的又会随上升的气流上升，又起到阻碍大水滴下落的作用，所以我 6 们看到的雨滴不会太大，就是这个道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超过8m/s。

【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。

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、最基本的情况入手，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45页“问题与练习”。

【做一做】

测定反应时间

日常工作中，有时需要反应灵敏。对于战士、驾驶员、运动员等更是如此。从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫做反应时间。这里介绍一种测定反应时间的简单方法。

请一位同学用两个手指捏住直尺的顶端（图2.5－2），你用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺。测出直尺降落的高度，根据自由落体运动的知识，可以算出你的反应时间。

【做一做】

估测曝光时间

有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，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图2.5－3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2.5m。怎样估算这个照相机的曝光时间？

板书设计

5．自由落体运动

一、自由落体运动 1．自由落体运动

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．特点

（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；

（3）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相同。3．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。

二、自由落体加速度 1．重力加速度 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。

2．重力加速度的方向

重力加速度的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。3．重力加速度的大小

不同的地理位置，重力加速度的大小不同，随纬度的增加，重力加速度值逐渐变大。通常情况下g 取229.8m/s，粗略计算时g 取10m/s。（初中学过的常数g＝9.8N/㎏，实质上是这里的重力加速度）

三、自由落体运动的规律 1．规律

速度变化规律：v＝gt

1位移变化规律：x＝gt2

22．推论 v2＝2gx

vvv

2t中3．特点

v1∶v2∶v3„＝1∶2∶3 „ x1∶x2∶x3 „ ＝12∶22∶32 „ xⅠ∶xⅡ∶xⅢ„ ＝1∶3∶5 „

2Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝ „ ＝gT

教学反思

本节课最重要是对一些科学研究方法的教学，若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学物理研究方法的教学，则这堂还不能算是一堂成功的课。其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己做实验探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。另外，这节课要注重把实验做好，如果实验不成功，这节课就如同让学生去死记几个结论了，效果不好。

第五篇：高中物理自由落体运动教案6新人教版必修1

八、自由落体运动

聚焦重点难点

重点：自由落体运动的特点和规律

难点：匀变速直线运动的规律在自由落体运动的应用。

一、教与学师生互动

教学过程：

我们在日常所见的物体从空中下落，总的说来越落越快，寻找它所遵循什么规律能帮助我们解决许多的实际问题，如通过附落石子来测量井口到水面的深度，空投的货物在空中的运动时间及着地速度等。

（一）物体从同一高度下落到地面的时间比较 [演示]让金属片、纸片、纸团从同一高 度处同时开始下落

结果：金属片和纸团几乎同时落地，纸片后落地。可能的原因是什么？

引导学生得出结论：空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素，消除空气阻力后结果怎样？

[演示]通过牛顿管来演示羽毛和钱币下落的快慢

结果：没有抽气时，羽毛比钱币下落慢得多，抽去部分空气后，两者下落的时间应减少，尽量抽空管内空气后，两者几乎同步下落。

实验结论：没有空气阻力时，羽毛和钱币下落一样快。

推论：在没有空气阻力时，在某地任何物体自由下落的运动情况相同。

（二）自由落体运动

1、定义：物体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、特点：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。

3、在空气阻力远小于物体的重力时，可忽略空气阻力，物体从静止开始下落可看做自由落体运动。

（三）自由落体加速度

1、定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度称为重力加速度。

注意：重力加速度与物体质量大小无关，与物体运动状态无关。

通过不同重量的物体在被抽掉空气的玻璃管内下落的情况的比较，可以得出的结论是：在同一地点的不同物体做自由落体运动的重力加速度均相同。

2、特点：（1）在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，即物体自由下落时速度变化的快慢都一样。我们平时看到轻重不同，密度不同的物体下落时的快慢不同，加速度不同，那是因为它们受到的阻力不同的缘故。（2）重力加速度的方向始终竖直向下。其大小与物体所处在地球上 的位置有关。与离地面的高度也有关。重力加速度随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减小。

在通常情况下不考虑高度的影响，是否考虑所处的位置呢？如果在一个题目中提到了位置的变化，或强调了南北两极以及赤道上，一般要考虑重力加速度的变化。

22在一般的计算题中，重力加速度取g=9.8m/s 或者g=10m/s。

3．公式：所有物体的的自由落体运动都是初速度为零的匀加速运动且其加速度a=g,其运动规律可表示为

v =gt,h12gt，vt 2=gh.2匀变速直线运动的特殊规律在此同样适用。

[例1]物体从离地h 高处下落，它在落地前的1s 内下落35m，求物体下落时的高度及下落时间。

[解析]设下落时间为t ,则有：

最后1s 内的位移便是ts内的位移与(t-1)s内的位移之差：

s=1212 gt-g(t-1)222

2代入数据：35=5t-t(t-1)

得t =4s 下落时的高度h=12gt=80m 2[例2]如图2-8-1所示，长为L的细杆AB，从静步开始竖直落下，求它全部通过距下端h处的p点所用时间是多少？

[解析]由于细杆上各点运动状态完全相同，可以将整个杆转化为一个点，例如只研究A点的运动。

B下落h时，杆开始过P点，A点下落h+L时，杆完全过P点。从A点开始下落至杆全部通过P点所用时间为 t1 =2(hL)g2h gA点下落h所用时间，t2 =杆通过P点所用的时间，2 t=t1 – t 2 =2(hL)2h gg通过草图分清各阶段运动，然后用自由落体运动公式求解。

[例3]跳伞员从350m高空离开飞机开始落下，最初未打开降落伞，自由下落一段距

2离后才打开降落伞，打开降落伞后以2m/s的加速度匀减速下落，到达地面时速度为4m/s, 求跳伞员自由下落的高度。

[解析]跳伞员下落分前后两段不同的运动过程，第一段为自由落体运动，第二段为匀

速运动，第一段末的速度即为第二段匀减速运动的初速度，以此速度将两段过程进行联

系，再结合自由落体和匀减速运动的位移公式即可求解。设跳伞员第一段自由下落的高

1度为h,第一段末了的速度为v1，跳伞员落地的速度v2=4m/s，跳伞员第二段下落的高度

为h2，则应有： 2v1=2gh1，222v2-v1=2ah2 其中a=-2m/s h1+ h 2 =350m 由以上三式可解得：h1 =60 m