第二节 自由落体运动的规律（表格式教学设计）物理沪科版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦自由落体运动规律，通过“跳楼机”视频或图片创设问题情境，引导学生探究v=gt、h=gt²/2、v²=2gh等规律及打点计时器测重力加速度实验。基于匀变速直线运动基础，巩固加速度与v-t图像应用，为后续曲线运动、天体运动搭建知识支架。 突出科学探究与科学思维培养，设计打点计时器实验，通过v-t图像斜率及Δx=aT²求g，结合实验视频辅助理解。强调数学推导（消元法得v²=2gh）与理想化模型分析，渗透伽利略科研精神与g的航天地震应用。助力学生提升实验操作与数据处理能力，为教师提供核心素养落实的完整教学方案。

第二节 自由落体运动的规律 （教学设计） 年级 高一 学科 物理 课时数 课题 第二章 匀变速直线运动 第二节 自由落体运动的规律（教学设计） 教学 目标 科学思维 1. 能基于实验数据绘制v−t图像、求斜率、分析变量间的线性关系，发展用图像处理数据和建模的思维方式。 2. 通过“消元”方法由v=gt、推导v2=2gh，体会数学推导在物理研究中的价值。 科学探究 1. 设计并完成“打点计时器测自由落体加速度”实验，学会规范操作、控制变量、测量与记录。 2. 能独立或合作完成数据处理 科学态度与责任 1. 体验伽利略“大胆假设、细心求证”的科研精神，形成实事求是的科学态度。 2. 关注测重力加速度在航天、地震监测等领域的应用，树立服务国家发展、守护人类家园的责任感。 教材 分析 本节内容选自匀变速直线运动的第二节“自由落体运动的规律”。教材在学生已经掌握匀变速直线运动基本概念与运动学公式的基础上，引入“自由落体运动”这一典型的匀加速直线运动模型，旨在通过实验探究，进一步巩固并发展学生对“加速度”“速度‐时间图像”“位移‐时间关系”以及“物理模型理想化”思想的理解。 自由落体运动兼具直观性与理想化特点，是连接生活实际与物理模型的纽带，也为后续“曲线运动”“天体运动”奠定概念基础。新课标提出的核心素养，如物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，都可在本节得到全面落实。因此，本节课除加强对运动学公式的应用外，还需突出实验探究过程、数据处理方法及重力加速度g的物理意义。 教学重点 1. 自由落体运动的三个基本规律：v=gt；h=gt2；v2=2gh。 2. 通过v−t图像斜率求得g的数据处理方法。 教学难点 1. 理解“平均速度近似瞬时速度”的合理性及其对实验精度的影响。 2. 正确认识理想化模型与真实运动的区别，判断实际情境中何时可近似为自由落体运动。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【问题情境】播放“跳楼机”短视频或图片，提问： “为什么从高处下落时速度越来越快？”，“重的人会先到达底部吗？” 引导学生带着疑问进入探究。 思考相应问题 学习新课 一、研究自由落体运动规律 1. 实验：研究自由落体运动规律 【实验器材】打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺。 【实验原理】重物拖着纸带竖直下落时，如果阻力比重物的重力小得多，可近似认为重物仅在重力作用下运动。 【实验步骤】（1）将计时器竖直固定在铁架台上 （2）竖直提起纸带，使重物靠近计时器下端 （3）先打开打点计时器，再松开纸带 （4）关闭电源，取下纸带 （5）更换重物，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 【实验图像绘制】（1）用刻度尺测量打点计时器打出的纸带上的点之间的距离。 （2）用各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即，做v-t图像，图像为一条倾斜的直线。 (3)根据v－t图像的斜率求加速度，即加速度等于9.81m/s2，或根据Δx=xN－xN-1＝aT2，求得Δx近似一个常量，解得加速度等于9.81m/s2。 【实验视频】观看视频：用打点计时器研究自由落体运动 【实验结论】自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动。 在地球的不同地方，自由落体加速度的大小都是9.8 m/s2吗？人们又是如何知道某地的自由落体加速度的大小的呢？你有测量方法吗？ 在物理学中，把自由落体运动的加速度称为重力加速度（gravitational acceleration），并用字母g来表示，方向竖直向下。物体做自由落体运动时，其速度v与时间t的关系为v = gt。 在地球上不同的地点测量发现，重力加速度g的大小会随纬度改变。地球上部分地点的重力加速度的大小。通常把重力加速度的大小取为 9.8 m/s2。 ①地球表面不同地点，g值有所不同。纬度越高，g值越大。g极地>g赤道 ②同一地点不同高度，g值有所不同。高度越高，g值越小。g低>g高 物体做自由落体运动时，其速度v与时间t的关系为v = gt 了解实验的实验器材、实验原理和实验步骤等 学习新课 二、自由落体运动的位移与时间规律 1. 自由落体运动的位移与时间规律 匀速直线运动的特点是在任意相等的时间间隔Δt内，物体的位移相等，图中小矩形的面积表示物体在 Δt 时间内的位移，即Δx1 = v1Δt = Δx2 自由落体运动的v-t图像，图中直线与时间轴所包围的“面积”就是自由落体运动经过时间t的位移大小。 v-t图像与时间轴所包围的“面积”表示位移 通过上述自主活动，可得物体做自由落体运动的下落高度h（即位移大小）与下落时间t的定量关系为 将上式与v = gt 联立，消去时间t，推得自由落体运动的速度v与下落高度h之间的关系为 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。 掌握v-t图像面积代表位移 理解自由落体运动是特殊的匀加速直线运动 课 堂 练 习 1. 将甲乙两物体从同一高度由静止释放，已知甲物体的重力是乙的3倍，空气阻力忽略不计，则( C )　　　 　　　 A.甲一定先落地　 B.乙一定先落地 C.甲.乙同时落地　　 D.乙可能先落地 2. （多选）在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时静止下落，下列说法正确的是（ CD ） A.重的石块先落地 B .轻的木块先着地 C .在着地前的任一时刻，二者具有相同的的速度，相同的位移 D. 两者在下落这段时间内的平均速度相等 3. 在探究自由落体运动的规律实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：BCADE。 A. 拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下落； B. 将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电路； C. 用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打点计时器的限位孔； D. 断开电源，取下纸带 E. 换上新的纸带，再重复做三次 4. 关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　D　) A．质量大的物体自由下落时的加速度大 B．从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C．雨滴下落的过程是自由落体运动 D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可以近似看成自由落体运动 板 书 设 计 第二章 匀变速直线运动 第二节 自由落体运动的规律 一、研究自由落体运动规律 1. 实验：研究自由落体运动规律 【实验器材】打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺。 【实验原理】重物拖着纸带竖直下落时，如果阻力比重物的重力小得多，可近似认为重物仅在重力作用下运动。 【实验步骤】（1）将计时器竖直固定在铁架台上 （2）竖直提起纸带，使重物靠近计时器下端 （3）先打开打点计时器，再松开纸带 （4）关闭电源，取下纸带 （5）更换重物，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带处理 【实验图像绘制】 （1）用各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替，即，做v-t图像，图像为一条倾斜的直线。 （2）根据v－t图像的斜率求加速度，即加速度等于9.81m/s2，或根据Δx=xN－xN-1＝aT2，求得Δx近似一个常量，解得加速度等于9.81m/s2。 【实验结论】自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动。 二、自由落体运动的位移与时间规律 1. 自由落体运动的v-t图像，图中直线与时间轴所包围的“面积”就是自由落体运动经过时间t的位移大小。 2. 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $