自由落體運動

自由落體運動一.說教材人教版高一物理必修1教材第二章第四節(jié)是學習了勻變速直線運動的擴展教學目標一)、知識與技能

1．認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動，知道它是初速度為零的勻加速直線運動．

2．能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進行分析．

3．知道什么是自由落體的加速度，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．掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律，并能夠運用自由落體規(guī)解決實際問題．

5．初步了解探索自然規(guī)律的科學方法．培養(yǎng)學生的觀察、概括能力．二)、過程與方法由學生自主進行實驗探究，采用實驗室的基本實驗儀器——打點計時器，記錄下運動的信息，定量地測定重物自由下落的加速度，探究運動規(guī)律的同時讓學生進一步體驗科學探究方法．

1．培養(yǎng)學生利用物理語言歸納總結(jié)規(guī)律的能力．

2．引導學生養(yǎng)成進行簡單物理研究習慣、根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法．

3．引導學生學會分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度變化的規(guī)律。

4.教師應該在教學中盡量為學生提供制定探究計劃的機會．根據(jù)學生的實際能力去引導學生進行觀察、思考、討論和交流．三)、情感態(tài)度與價值觀

1．調(diào)動學生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。

2．滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型——自由落體．

3．培養(yǎng)學生的團結(jié)合作精神和協(xié)作意識，敢于提出與別人不同的見解。教學重點

1．自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程．

2．掌握自由落體運動的規(guī)律，并能運用其解決實際問題．教學難點理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題．二.說教法探究、講授、討論、練習

教具準備多媒體課件、牛頓管、硬幣、天平、小紙片、打點計時器、刻度尺、鐵架臺、紙帶，重物(兩個質(zhì)量不同)等．三.說學法學生已學過的瞬時速度、勻變速直線運動速度位移和時間之間的關(guān)系,

要求學生能在老師的引導下，探究出自由落體運動的規(guī)律，

要培養(yǎng)學生科學探究的方法和素養(yǎng)。四.說教學程序[新課導入]師：兩個輕重不同的小球同時落地的聲音，是那樣地清脆美妙!它使人們清醒地認識到，輕重不是下落快慢的原因；它動搖了2000多年來統(tǒng)治著人們頭腦的舊觀念，開創(chuàng)了實驗和科學推理之先河，將近代物理學以至今代科學推上了歷史的舞臺．當樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來的時候，你們想過這種運動嗎?物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢?今天我們將一起探究這種運動——“探究自由落體運動”．[新課教學]

一、自由落體運動

提出問題：

1．重的物體一定下落得快嗎?2．你能否證明自己的觀點?(實驗探究)

猜想：物體下落過程的運動情況與哪些因素有關(guān)，質(zhì)量大的物體下落的速度比質(zhì)量小的快嗎?

(小實驗)：取兩枚相同的硬幣和兩張與硬幣表面面積相同的紙片，把其中一張紙片揉成紙團，在下述幾種情況下，都讓它們從同一高度自由下落，觀察下落快慢情況。①從同一高度同時釋放一枚硬幣和一個與硬幣面積相同的紙片，可以看到硬幣比紙片下落得快，說明質(zhì)量大的下落得快．

②兩張完全相同的紙片，將其中一張卷緊后從同一高度同時釋放，觀察到卷緊的紙團比紙片下落得快，說明質(zhì)量相同時體積小的下落得快．

③將一枚硬幣與已經(jīng)粘貼了紙片的硬幣從同一高度同時釋放．觀察到一樣快，說明體積相同質(zhì)量不同時下落一樣快．

④一塊面積較大的硬紙板、一個小軟木塞，分別放到已調(diào)平的托盤天平的兩個盤中，可以看出紙板比軟木塞重，從同一高度同時釋放它們，軟木塞比紙板下落得快．說明在特定的條件下，質(zhì)量小的下落得會比質(zhì)量大的還快．

結(jié)論：物體下落過程的運動情況與物體質(zhì)量無關(guān)．

(實驗演示)“牛頓管”的實驗將羽毛和金屬片放入有空氣的玻璃管中，讓它們同時下落，觀察到的現(xiàn)象是金屬片下落得快，羽毛下落得慢．將羽毛和金屬片放人抽去空氣的玻璃管中，讓它們同時下落，觀察到的現(xiàn)象是金屬片和羽毛下落的快慢相同．做牛頓管對比實驗要注意：

①抽氣達到一定的真空度時，應先關(guān)閉錢毛管閥門，然后再停止泵的運轉(zhuǎn)．

②先讓學生觀察羽毛、軟木塞或金屬片在已抽真空的牛頓管中同時下落，它們幾乎同時落到管底．

③打開進氣閥，讓學生注意聽到進氣的聲音，看羽毛被氣流吹起的現(xiàn)象，再讓學生觀察羽毛、軟木塞或金屑在有空氣的牛頓管中同時下落，它們的下落快慢差別很大．

④實驗時，勿使金屬片壓在羽毛上，以免不抽氣時出現(xiàn)同時下落的現(xiàn)象．結(jié)論：影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同．做教材上的實驗按照教材第45頁的圖2．4—1裝置做實驗，將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落，利用打點計時器記錄重物的下落過程．用打點計時器研究自由落體運動，計算其加速度，換用不同質(zhì)量的重物看紙帶上點子間隔有什么不同，總結(jié)得出結(jié)論．教師點評：將兩條紙帶對比，只要兩條紙帶上的點子間隔相同就說明它們的加速度是相同的．學生運用自己所學知識計算重力加速度，通過比較得出結(jié)論．實驗探究結(jié)果：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,加速度大約是9.8m／s2．二、自由落體加速度通過算g值理解自由落體運動的加速度是一個定值(在同一地點)，引導學生學會分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)規(guī)律．教師引導學生思考兩個問題：

1．自由落體運動的加速度在各個地方相同嗎?2．它的方向如何?[討論與交流]在現(xiàn)實中，雨滴大約在1．5km左右的高空形成并開始下落，計算一下，若該雨滴做自由落體運動，到達地面時的速度是多大?遇到過這樣快速的雨滴嗎?據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過8m／s．為什么它們的差別會這么大?[課外訓練]1．大氣層是我們地球生命賴以生存的屏障，每天都有很多小隕石落人地球大氣層中，但當它們進入大氣層后，由于空氣的摩擦生熱，絕大部分小隕石還沒有到達地面便已經(jīng)被燒毀．現(xiàn)在人類向天空發(fā)射的飛行器、衛(wèi)星等當超過一定使用年限后，也讓它們進入大氣層燒毀，那么小隕石等進人大氣層后的運動是自由落體運動嗎?2．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：4，不考慮空氣的阻力作用，它們在同一高度處同時下落，則下面說法正確的是………………()A.甲比乙先著地B．乙比甲先著地C．甲和乙同時落地D．甲比乙的加速度大3．如果從高樓相隔ls先后釋放兩個相同材料制成的小球，假設小球做自由落體運動，則它們在空中各個時刻………()A.兩球的距離始終保持不變B．兩球的距離越來越小

C．兩球的距離先越來越小，后越來越大D．兩球的距離越來越大4．我們在電影或電視中經(jīng)?？煽吹竭@樣的驚險場面：一輛汽車從山頂直跌入山谷，為了拍攝重力為15000N的汽車從山崖上墜落的情景，電影導演通常用一輛模型汽車代替實際汽車．設模型汽車與實際汽車的大小比例為1/25，那么山崖也必須用1/25的比例來代替真實的山崖．設電影每1min放映的膠片張數(shù)是一定的．為了能把模型汽車墜落的情景放映的恰似拍攝實景一樣，以達到以假亂真的視覺效果，問：在實際拍攝的過程中，電影攝影機第1s拍攝的膠片數(shù)應是實景拍攝的