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1、2022年高中物理人教版必修一 第2章 第5節(jié) 自由落體運動（教案） 【三維目標】 （一）知識與技能 1．理解自由落體運動的性質(zhì)和物體做自由落體運動的條件。 2．理解自由落體運動的加速度，知道它的大小和方向。 3．掌握并能夠運用自由落體運動的規(guī)律。 （二）過程與方法 1．加強感性認識，進一步上升到理性認識。 2．類比得出自由落體運動的規(guī)律。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1．實踐出真知，實驗見規(guī)律性。 2．去偽存真的科學(xué)態(tài)度、方法。 【教學(xué)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．掌握自由落體運動規(guī)律，并能運用其解決實際問題。 【教學(xué)難點】 演示實

2、驗和探究實驗的技巧及自由落體運動規(guī)律的得出。 【課時安排】 1課時 【教學(xué)過程】 一、新課引入 通過演示實驗讓學(xué)生自己總結(jié)出物體下落快慢不同的主要原因是空氣阻力，從而猜想若沒有空氣阻力會怎樣。用牛頓管實驗驗證猜想，引入了新的理想運動模型：自由落體運動。講述1971年宇航員做的實驗，加深印象。了解地球表面物體下落運動近似成自由落體運動的條件。著手研究自由落體運動的規(guī)律，利用打點計時器進行研究，得到結(jié)論?？偨Y(jié)自由落體運動特點及重力加速度。 二、新課講解 教師在課前需要設(shè)計制作好“測反應(yīng)時間尺”（在一約50cm長的尺，有刻度的一面標上自由下落對應(yīng)長度所用的時間） （一）游戲 師：一

3、般情況下，刻度尺是用來測量什么物理量的？ 生：測量物體長度的！ 師：大家看到我手里的這把尺子了沒有？我這把尺子跟普通尺子是不一樣，有特殊的功能，它可以測量出你的反應(yīng)時間。請幾位同學(xué)上來試試。 師：相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應(yīng)時間呢？是什么原理呢？尺子測時間的原理就是利用尺子下落過程中的運動特點制成的。我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運動。 師：掛在線上的重物，如果把線剪斷，它就在重力的作用下，沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊，在重力的作用下也沿著豎直方向下落。 師：不同的物體下落快慢是否一樣呢？物體下落的快慢由哪些量決定？ 生：不同物體下落快慢應(yīng)該是不一樣的

4、，下落快慢應(yīng)該是由質(zhì)量決定，質(zhì)量大的下落快，質(zhì)量小的下落快慢。 演示實驗 1．將一張紙和一張金屬片在同一高度同時釋放，結(jié)果金屬片先著地。 教師將實驗內(nèi)容和實驗結(jié)果板書在黑板上。 2．將剛才的紙片緊緊捏成一團，再次與硬幣同時釋放，結(jié)果兩者幾乎同時落地。 3．將兩個完全一樣的紙片，一個捏成團，一個平展，則紙團下落快。 師：物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎？ 生：不是的！ 師：為什么這樣說？ 生：第2個實驗和第3個實驗都說明了這個問題，特別是第3個實驗，質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。 師：那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢？ 生：我想應(yīng)該是空氣阻力。 猜想 師：如果影響物體下落

5、快慢的因素是空氣阻力，那么在沒有空氣阻力，物體的下落快慢應(yīng)該是一樣的，這種猜想是不是正確呢？我們來做一個實驗驗證一下。 驗證 牛頓管實驗： 師：剛才的實驗現(xiàn)象驗證了我們的猜想，在沒有空氣阻力，即物體只受重力的情況下，所有物體由靜止下落的快慢是一樣的。 師：1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時釋放，它們同時落在月球表面，這是通過電視轉(zhuǎn)播過的。 （二）自由落體運動 師：物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落，它的受力情況有什么特點？ 生：沒有空氣阻力，則物體只受重力。 師：物理學(xué)中把這種只受重力作用，由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。 自由落體運動：在只

6、受重力的情況下，由靜止開始下落的運動。 師：我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降穆潴w運動是自由落體運動嗎？比如開始測反應(yīng)時間的尺子的下落運動是自由落體運動嗎？ 生：肯定不是，因為在地球表面大氣層內(nèi)，沒有空氣的情況是不存在的。 師：在我們的日常生活環(huán)境下，自由落體運動是不存在的，只是一種理想運動模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運動近似看作自由落體運動。什么樣才叫做阻力影響不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。 近似條件：一般情況下，密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。 （三）自由落體運動的運動規(guī)律 師：做自由落體運動的物體

7、的運動規(guī)律是什么呢？速度隨時間是如何變化的？位移隨時間又是如何變化的，我們該如何來研究它的運動規(guī)律呢？ 生：利用打點計時器。先選擇一個物體，這個物體必須密度大，實心，體積不要太大，這樣的話就可以把這個物體由靜止開始下落的運動近似看成自由落體運動，接著用打點計時器來研究物體的運動規(guī)律。 師：請同學(xué)們自己設(shè)計并進行實驗，將紙帶的處理結(jié)果告訴我。 學(xué)生設(shè)計、操作并處理實驗結(jié)果 師：實驗結(jié)論是什么？ 生：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 師：如何得出這個結(jié)論？ 生：根據(jù)實驗得到的紙帶，我猜想它是勻加速運動。于是我用勻變速直線運動的運動規(guī)律△x來驗證紙帶，結(jié)果證明自由落體運動是勻

8、變速直線運動。 師：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 師：那再計算一下自由落體的加速度大小是多少？方向如何？ 生：我所算得的結(jié)果在9.4左右，方向是豎直向下，因為物體是豎直向下勻加速的，所以加速度方向應(yīng)該與速度方向相同，豎直向下。 師：其他同學(xué)的結(jié)果呢？ 生：我的也差不多。 關(guān)鍵點提問 師：大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實驗，為什么求出來的加速度結(jié)果差不多呢？ 生：雖然重錘質(zhì)量不同，但由于空氣阻力影響較小，均可以近似成自由落體運動，而我們已經(jīng)知道：所有物體做自由落體運動的運動情況是完全一樣的。所以測出來的結(jié)果差不多是符合事實的。 三、課堂小結(jié) 通過學(xué)生探究實驗和教師的演示實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，突出學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)。教學(xué)時可要求學(xué)生推導(dǎo)自由落體運動的公式。作為勻變速直線運動的特例應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生明白所有勻變速直線運動的公式和規(guī)律對自由落體都適用。 四、布置作業(yè) 教材后習(xí)題。 五、板書設(shè)計 自由落體運動 1．自由落體運動的研究 （1）物體自由下落快慢的決定因素。 （2）自由落體運動的定義、特點和規(guī)律。 2．重力加速度（g） 重力加速度的大小、方向和變化。 【教學(xué)后記】