2.4 自由落体运动 教学设计 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教学内容：___________自由落体运动_____ 【教学目标】 物理观念： 了解亚里士多德关于落体运动的观点；知道做自由落体的条件，掌握自由落体运动的规律，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： 了解伽利略研究自由落体的实验和推理方法，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： 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 【教学对象及学情分析】 自由落体运动位于必修一运动学的最后一节，是学生学习完匀变速直线运动规律后学生接触到的第一个较为简单的运动。上接匀变速直线运动的规律，下接相互作用——力，是前面运动学知识的巩固和运用，更是后面动力学的基础，所以本节起到了承上启下的作用。 学生此时的形象思维占主导，抽象思维较薄弱，但具备一定的逻辑思维和建模能力，他们已具备匀变速直线运动等知识，能够对简单的运动学题目进行基本分析和处理，已经掌握打点计时器的使用，会使用打点计时器简单分析物体的运动规律。 【教学重难点】 了解伽利略对自由落体的研究 自由落体运动的性质和规律。 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】（含资源、器材等） 课件 【教学过程】 教 学 过 程 教学步骤 师生活动 设计意图 1. 导入新课： 展示：生活中的落体运动 问：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？ 介绍亚里士多德观点 1. 讲授新课： （1）自由落体运动 【学生实验】 器材：两张相同的大制片、一张小纸片，铁片； 选择合适的器材，验证自己的观点。 例如：大纸片和揉成一团的小纸片，小纸片下落快，推翻了亚里士多德的观点 学生思考原因 【师生】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？ 【演示】 演示牛顿管实验 真空时下落一样快； 打开阀门，羽毛变慢；进入空气越多，羽毛越慢。 结论：空气阻力的存在影响物体自由下落，使物体下落不一样快，若没有空气阻力，物体下落应该一样快。 【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 1. 测出不同时间内的加速度 1. 测出在相等时间内位移之差是否为定值 1. 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… 1. 绘制v-t图像，观察图像是否为一条倾斜直线 等等 【学生实验】 通过所学知识，利用打点计时器找到自由落体运动规律及其加速度 器材：铁架台，打点计时器，纸带，重物 学生分组实验，教师指导。 要点：限位孔竖直，纸带竖直等 处理数据，画v-t图，计算加速度 结论：自由落体运动是匀变速直线运动，加速度约为9.8m/s2(学生实验由于误差会小于这一值) （二）自由落体加速度的规律 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。 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。 【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？ 普通匀加速直线运动 自由落体运动 1. 课堂练习 一个小球从离地面500𝑚处自由落下，不计空气阻力，取𝑔=10𝑚/𝑠^2，求： (1) 小球落到地面需要的时间； (2) 小球在开始下落后第1𝑠内的位移大小和最后1𝑠内的位移大小； (3) 小球在下落时间为总下落时间一半时的位移大小。 学生思考讨论 学生设计实验，观察结果，思考原因， 学生展示 师生讨论实验结果 教师演示牛顿管 引导学生总结 总结自由落体运动的概念和条件 学生回答对自由落体运动的认识，并给出一个定性的说法 学生根据教师引导进行实验，得到自由落体的特点 总结自由落体运动的规律 学生掌握自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，并说出自由落体运动的规律 学生了解重力加速度，并对g取值的不同和规律有一定的认知 学生练习 了解常见的物体下落的现象 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。 锻炼学生自主学习能力以及总结能力 了解实验实验过程 培养学生利用物理语言，归纳总结规律的能力。 调动学生思考解决问题的方法 理解掌握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。 巩固本节知识 板 书 设 计 §2.4 自由落体运动 1. 自由落体运动 物体只在重力作用下，从静止开始下落的匀加速度直线运动叫做自由落体运动。 1. 自由落体加速度 定义：物体在自由落体运动中的加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度。 符号：g 方向：竖直向下 大小：一般 g =9.8m/s2,粗略计算 g=10m/s2，同一地点g值不变，g值随纬度的增加而增大。 1. 自由落体运动规律 1 学科网（北京）股份有限公司 $$