《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】

1．知識(shí)與技能：

（1）知道產(chǎn)生自由落體運(yùn)動(dòng)的條件；

（2）通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小，建立重力加速度的概念。（3）能夠運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析、解決有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的問題。2．過程與方法：

（1）經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)例探究討論交流的過程，體驗(yàn)自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。

（2）經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)和理論探究過程，體會(huì)科學(xué)探究的方法，領(lǐng)略運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問題的方法。3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀：

（1）調(diào)動(dòng)學(xué)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）體會(huì)生活中的自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，生成“學(xué)以致用”的思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（3）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?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)與規(guī)律。

【教學(xué)難點(diǎn)】

1．自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

2．自由落體加速度的大小g=9．8m/s2。

【教學(xué)方法】

1．觀察法（生活與實(shí)驗(yàn)）

2．實(shí)驗(yàn)法

3．閱讀法

【教學(xué)用具】

CAI課件、紙片若干、牛頓管、粉筆（舉例用）、書簽、直尺（實(shí)驗(yàn)用）。

【課時(shí)安排】

1課時(shí)（40分鐘）

【教學(xué)過程】

●引入

1．生活中，經(jīng)常看到物體沿著直線下落的現(xiàn)象。例如：手中的粉筆，樹梢上的蘋果等。

2．這些物體輕重不同，問：輕重不同的物體從同一高度同時(shí)下落，哪一個(gè)下落的更快？（學(xué)生回答：一樣快。重的下落的快。）

●自由落體運(yùn)動(dòng)──探究實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一：一張白紙片，一塊大小相同的硬紙板，讓其同時(shí)從同一高度由靜止釋放，可以看到白紙片明顯比下落得慢。

實(shí)驗(yàn)二：將白紙片揉成紙團(tuán)，仍然是剛才大小相同的硬紙板，讓其同時(shí)從同一高度由靜止釋放，可以明顯看到紙團(tuán)比硬紙板下落得快。

總結(jié)：實(shí)驗(yàn)一是重的下落的快，實(shí)驗(yàn)二是輕的下落的快，這不相互矛盾了嗎？實(shí)驗(yàn)分析：

實(shí)驗(yàn)二：說明輕的物體也可能比重的物體下落得快，前面的結(jié)論錯(cuò)誤。

兩次實(shí)驗(yàn)對(duì)比：說明質(zhì)量相同的物體下落的快慢不同，所以說重的物體下落得快的說法不準(zhǔn)確。

問：兩次實(shí)驗(yàn)過程中，將白紙片揉成紙團(tuán)，重力有沒有發(fā)生變化？（學(xué)生回答：沒有）問：但是，它下落的比剛才要快，這是為什么？（學(xué)生回答：紙片、紙團(tuán)的空氣阻力不同，質(zhì)量相同，說明物體下落的快慢要受到空氣阻力的影響。）

過渡：如果不受空氣阻力的影響？（討論結(jié)果：在沒有空氣的空間里做物體下落實(shí)驗(yàn)）

●自由落體運(yùn)動(dòng)─—牛頓管演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量不同的雞毛、鐵片等物體在一個(gè)抽掉空氣的玻璃管里下落，可以明顯看到不同質(zhì)量的物體下落的快慢是相同的。放入空氣后，再重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中的羽毛和鐵片下落的快慢不相同。

播放視頻：阿波羅號(hào)飛船登月時(shí)，宇航員在月球上做的自由落體實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：沒有空氣時(shí)候，物體受到那些力呢？（重力）上面的實(shí)驗(yàn)可以得到什么呢？（在沒有空氣的空間里物體下落時(shí)只受重力的作用，其下落的快慢與物體質(zhì)量無關(guān)）。

過渡：到現(xiàn)在為止，我們對(duì)落體運(yùn)動(dòng)有了一定的認(rèn)識(shí)了。

●自由落體運(yùn)動(dòng)──定義

1.定義：物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。由上面的實(shí)驗(yàn)可知：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，其下落的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。

2．練習(xí)：判斷下列物體的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)：

A．粉筆頭在有空氣的空間里由靜止開始的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？

B．用手用力向下用力拋出的粉筆頭是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？

分析：自由落體運(yùn)動(dòng)只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生，且初速度為0．所以AB兩物體的運(yùn)動(dòng)都不是自由落體運(yùn)動(dòng)。在有空氣的空間里，如果物體受到的空氣阻力相對(duì)重力來說非常小，或者可以忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落可以近似的看成一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)。

3．注意：自由落體運(yùn)動(dòng)中自由兩個(gè)字的含義：一是物體受重力，二是物體的初速度為0。

過渡：自由落體運(yùn)動(dòng)的物體速度增加，則自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)還是一般的變加速運(yùn)動(dòng)？自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)本質(zhì)是什么呢？

●自由落體運(yùn)動(dòng)──—性質(zhì)

首先自由落體運(yùn)動(dòng)不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)，你能說出為什么嗎？（物體的初速度為0，而一落一段時(shí)間后，速不在為0，說明速度是在增加）

自由落體運(yùn)動(dòng)是不是初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)呢？用什么方法驗(yàn)證？

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：1.只需測(cè)量物體下落的加速度（通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶記錄的情況進(jìn)行分析）。2.要想得到紙帶，需創(chuàng)設(shè)一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的情景（重物拖著紙帶下落。）問：還需要的實(shí)驗(yàn)儀器有？（學(xué)生回答：電源、導(dǎo)線、直尺）

安裝實(shí)驗(yàn)儀器，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。根據(jù)打出的紙帶測(cè)量兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的間距（已知兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為）。通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差是一個(gè)定值，即。同學(xué)們?cè)囅耄喝绻ㄟ^計(jì)算證明重錘牽引紙帶上連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差是一個(gè)定值，不就能證明自由落體運(yùn)動(dòng)是變速直線運(yùn)動(dòng)。

學(xué)生活動(dòng)：處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明。結(jié)論：由此可見自由落體運(yùn)動(dòng)并不是一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)類型，而是一個(gè)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，比一般的勻加速運(yùn)動(dòng)更加特殊。

過渡：既然自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，他的加速度也是一個(gè)特殊的值，是一個(gè)定值，大約是多少？如何計(jì)算？

●自由落體加速度

怎樣求出其加速度呢？請(qǐng)同學(xué)們用你測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為多少？（由開始的數(shù)據(jù)可計(jì)算出自由落體加速度）

根據(jù)計(jì)算。由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得本圖片上的自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度約為9．8，在物理學(xué)中自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度又叫做自由落體加速度，或重力加速度常常用字母g表示。

同一地點(diǎn)g的大小相同?？茖W(xué)家們又在不同的地點(diǎn)測(cè)量重力加速度，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本上第44頁的表格，思考：在地球上重力加速度隨緯度的變化而怎樣變化？變化是大還是小？（國際上取北緯45度的海平面的重力加速度9．80665為標(biāo)準(zhǔn)值，通常我們?cè)谟?jì)算時(shí)g取9．8，粗略估算時(shí)取10。）

加速度是一個(gè)矢量還是標(biāo)量？（矢量）加速度的方向如何呢？（物體豎直下落，且是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以重力加速度的方向豎直向下）

過渡：由此看來，自由落體運(yùn)動(dòng)非常特殊，是一個(gè)初速度為0，加速度大小為g，方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們解決一個(gè)問題：

●自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

例：我們的教學(xué)樓高為4層，假設(shè)現(xiàn)在某同學(xué)在樓頂做自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，從上面由靜止放下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)估算小球在第1s內(nèi)下落的位移是多少？第1s末的速度是多少？怎樣計(jì)算的？

解：把公式中換成0，加速度a換成g就可以計(jì)算了。自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

速度公式：

位移公式：

●課堂小結(jié)

到這個(gè)時(shí)候、我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)到了一個(gè)新的高度了，現(xiàn)在來總結(jié)一個(gè)本節(jié)課的知識(shí)：

（1）自由落體運(yùn)動(dòng)的定義：在物理學(xué)中，將物體只在重力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，其下落的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。

（2）自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)初速度為0，加速度大小為g，方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

所以前面的公式都可以用。

●做一做：測(cè)量反應(yīng)時(shí)間

自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)非常有用的運(yùn)動(dòng)，我們可以用他做很多事，現(xiàn)在我做做一個(gè)游戲，現(xiàn)在請(qǐng)一位同學(xué)上來，伸出兩根手指，我一釋放這個(gè)飯卡，你就抓住它。

每一個(gè)人在發(fā)現(xiàn)某種情況到采取相應(yīng)的行動(dòng)，都要延遲一小段時(shí)間，這段時(shí)間我們叫它反應(yīng)時(shí)間。利用自由落體運(yùn)動(dòng)就可以設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)開始的小游戲自行設(shè)計(jì)。

●課后作業(yè)

課后練習(xí)和“做一做”

【板書設(shè)計(jì)】

自由落體運(yùn)動(dòng)

一、自由落體運(yùn)動(dòng)

1定義：物體由只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)

2受力特征：只受重力

3運(yùn)動(dòng)特征：豎直直線初