2.4 自由落体运动 教案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 自由落体运动教学设计 物理组 科目 物理 课题 自由落体运动 课时 1课时 教学目标与 核心素养 【物理观念】了解亚里士多德关于力与运动的主要观点；了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法；了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 【科学思维】体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法。 【科学探究】体会在逻辑推理的基础上，提出问题，再通过实验，解决问题，做出合理推理的过程，从而探究自由落体运动的规律。复习使用打点计时器测量物体运动的方法。 【科学态度与责任】科学起源于人对自然现象的好奇，科学的发展源于质疑和创新，体会技术对科学发展的重大意义。 教学重、 难点 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.对自由落体运动实验加速度的探究以及对实验数据的自主分析； 2.理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题. 教学准备 教具：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. 教 学 过 程 教师活动 学生活动 设计意图 1． 导入新课： 问题 站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？ 2． 讲授新课： （1）自由落体运动 【教师引导】我们可以通过实验研究这个问题，桌上有两张纸片（同种材料，质量不同）观察掉落在桌面的情况： 1. 两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。 2. 把质量小的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。 可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？ 【教师回答】正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。同学们想想看，如果没有空气阻力的影响，也就是在一个没有空气的空间里，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？ 观察演示实验 并引导学生总结 【教师提问】那么我们现在就来陈述自由落体运动 定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。 特点：只受重力、v0=0 注意：当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。 （2）实验：研究自由落体运动的规律 【教师引导】从前面物体下落的实例，我们不难发现自由落体运动是加速运动，那么它的加速度在下落过程中是否变化呢？ 【学生思考讨论】提出猜想，加速度可能是不变的，也就是说自由落体运动可能是匀加速直线运动。 【教师引导】请同学们结合前面的学习思考有哪些方法可以验证猜想是否正确？ 【学生思考讨论】 （1） 测出速度是随时间均匀变化 （2） 测出不同时间内的加速度 （3） 测出在相等时间内位移之差是否为定值 （4） 测整个下落过程在连续相等时间内位移之比是否为1:3:5:7… （5） 绘制v-t图像，观察图像是否为一条倾斜直线 等等 【教师引导】 可以运用什么样的实验器材进行实验验证？ 【学生回答】 1、 打点计时器 2、 频闪照相机 3、 光电门 【教师演示实验】教师利用位移传感器和数据处理器在电脑端绘制v-t图像的方法研究自由落体运动，这样可以让学生更直观的观察出自由落体运动的规律。 学生通过观察v-t图像发现自由落体运动的图像是一条倾斜的直线，说明自由落体运动是匀加速直线运动。 （二）自由落体加速度 对于不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。 重力加速度的方向是竖直向下。 【教师提问】重力加速度的大小是多少呢？ 可以用什么样的方法得到呢？ 【学生回答】可以分析纸带利用逐差法求解等等 【教师演示实验】用手机软件进行的测量重力加速度大小。 通过手机测量得出重力加速度数值。 精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在一般的计算中，g可以取9.8m/s2或10m/s2。 阅读教材47页表 一些地点的重力加速度，并从中发现一些规律。 （三）自由落体运动的规律 【教师引导】同学们能根据我们对自由落体运动的实验研究的出哪些运动规律？ 【教师引导】既然自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。我们是不是可以根据匀变速直线运动的规律推导出自由落体的运动规律？ 匀变速直线运动 自由落体运动规律 3． 课堂练习： 例.某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后做自由落体运动，当距离地面125m时开始打开降落伞。问，运动员打开降落伞是的速度是多少？ 学生思考讨论 学生猜想：空