《自由落体运动》教案.doc

2.5 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
★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？
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
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，a取g就可以了。自由落体运动遵从的规律：

推出：
3、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”第2题：
一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s，如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？实际上是由空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？
学生活动：学习独立作答；学生解答完毕后相互讨论和检查结果。

教师点评：如果不考虑空气阻力，可算结果达到45m，实际上由于空气阻力，3s内不会下落这样的距离，提醒学生注意理想化可能带来的误差。
点评：通过练习培养学生运用所学规律解决问题的能力。进一步加深对自由落体运动是一种初速度为零的匀变速运动的理解。
4、学生探究
教师活动：教师提出问题：
1、如果给你一把尺子能否运用本节所学知识测定一下你的反应时间？
2、你的理论依据是什么？建议学生课下测出自己的反应时间，将自己的尺子改造成“反应时间尺”并将其运用到生活实际中，将其作为一个研究课题。
学生活动：学生思考提出方案，并解释原理，确定自己的研究课题。
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
［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，得落地时间
s
（2）第l s内的位移：
m
因为从开始运动起前9 s内的位移为
m
所以最后1 s内的位移为
m
（3）落下一半时间即t=5s，其位移为
m
★作业
课本42页问题与练习。
一、自由落体运动
1、概念：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。
2、特点：自由落体运动是一种初速为零的匀加速直线运动。
3、自由落体加速度（重力加速度）
符号：g
方向：竖直向下
大小：与地点有关，纬度高g大，纬度低g小。
二、自由落体运动的规律
a=g

匀变速直线运动 自由落体运动
vt =v0+at vt=gt
s =v0t+at2/2 h=g t2/2
2as =vt2-v02 2gh= vt2
v =(v0+vt)/2 v = vt/2
△s =aT2 △s=gT2

v0=0

★教学后记
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