课题研究优秀教学设计

自由落体运动 教材分析

本节课选用人教版高中物理新课标必修一第二章第五节的内容，落体运动是一种常见的运动，自古以来许多人都研究过，伽利略对自由落体运动研究的意义巨大，为便于学生接受，本节通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。本节内容为后面验证机械能守恒定律等内容奠定基础。 学情分析

在学习本节内容前，学生已经学习了匀变速直线运动的相关知识，打点计时器的使用方法以及只带的处理方法，学生在知识上已经具备了接受自由落体运动知识的条件，在此时引入该内容是恰到好处的。但本节课面向的主要的是高一学生，这部分学生已经具备了一定的实际生活经验，通常学生会认为物体越重下落的越快，这种错误的“前概念”直接影响了对本节内容的学习，同时学生的抽象思维比较弱。

教学目标

（1）知道自由落体运动的条件

（2）通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，在地球上不同的地方重力加速度大小不同，通常取9.8m/s2

（3）掌握自由落体运动的特点和规律；

教学重点

（1）物体做自由落体运动的加速度g，

（2）自由落体运动的规律。

教学难点

（1）实验过程中科学猜想、数学推导、合理外推得出自由落体运动性质

（2）自由落体运动的规律应用。

教法与学法

本节课的教法主要采用讲授法、实验探究法，用多媒体进行辅助。对于学生采用“提出问题---猜想---实验探究---分析论证---得出结论”的学法，利用实验探究启发学生学习兴趣，同时设计一系列的对比实验，使学生在认知上产生

矛盾冲突，在解决与前概念的冲突中，一步一步的构建正确的知识体系，并且引导学生体会研究物理问题的一般方法。

教学器材

牛顿管、抽气机、纸片、铁架台、打点计时器（带复写纸片）、纸带、砝码、海绵垫、接线板、刻度尺、多媒体。 教学过程

（一）、导入新课

教师：我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由三个重要公式体现出来。

先让学生写然后由多媒体演示：

1222xvtatvvvv0+at

002ax

2今天我和大家一起来研究一个匀变速直线运动的实例──自由落体运动。

（二）、新课教学

1．什么是自由落体运动? （演示实验：让质量相同的一张纸片与纸团同时自由下落，可看到什么现象?）

学生：纸团落得快。

教师：对，这就是我们的生活经验，似乎很容易得出“重的物体比轻的物体下落得快”的结论，这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走了二千多年。

教师：请再看演示实验，两个质量不同的糖果同时下落，同学们再观察。

学生：几乎同时落地。

教师：距今三百多年前，伽利略为证明亚里士多德观点的错误，做了大量的实验。他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两球由静止同时下落，据亚里士多德的观点，重球应该先落地，但实际上两球同时落地

教师：同一张纸，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢? 学生：这是因为空气阻力的影响，把纸揉成团，所受的空气阻力要比纸片所受的空气阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。

教师：如果把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，现象如何呢?让我们做一个实验。

（演示实验：我这里有两根长约1米封闭的玻璃管，一根里面有空气，一根里面是真空（牛顿管）质量不同的小金属片、小羽毛等，放在玻璃管里。）

（1）．把空气玻璃管倒立过来，现象如何? 学生：这些物体下落的快慢不同。

（2）．把牛顿管倒立过来现象又如何? 学生：下落的快慢相同。

教师：可见导致物体下落有快有慢的原因是空气有阻力。指出在真空条件下，小物体的运动就是自由落体运动，请同学们据刚才的过程、结论，给“自由落体”下一个定义。

学生：真空中，只受重力，物体从静止竖直下落。

结论Ⅰ：物体只有在重力下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。这种运动只有在没有空气的空间里才能发生；在有空气的空间里，如果空气的阻力作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以看做是自由落体运动。

教师：像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。在空气中，比如小钢球、小粉笔头、小纸团等，它们所受空气阻力相对于它们的重力可忽略，所以他们从静止开始下落运动也是自由落体运动。

教师：空气中的纸片从静止下落的运动是自由落体运动吗?（演示）

学生：不是，因为纸片所受的空气阻力相对于它的重力不可忽略。

结论Ⅱ：在同一地点，所有物体的自由落体运动是相同的，像刚才牛顿管里的金属片、小羽毛的运动是相同的；空气中小钢球、纸团的自由落体运动也是相同的。

2．自由落体运动的性质

从上面的实验及分析可知：自由落体运动是V0=0的加速运动，是什么样的加速运动呢?通过实验来研究。

（学生分组实验：重物自由下落，用打点计时器打一纸带。）

教师：通过分析纸带能否确定自由落体运动是否为匀加速直线运动? 学生：能。由Δs=at判断。

教师：请分组完成测量工作，然后据测量结果，告诉我你们的结论。

（多媒体投影）

2

学生：自由落体运动是匀加速直线运动。

教师：能不能求出其加速度呢? 学生：能，由Δs=at，得a=? （分组完成，分别说出结果。）

教师：这个实验便于操作，却很粗糙，人们发明了许多先进的实验手段来研究自由落体运动，这里，我给大家介绍一种较先进的方法──频闪照相法。

（看多媒体投影：这是自由落体运动（小球）的频闪照相的照片，照片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的，类似纸带的分析我们可以较准确地求出小球的加速度。）

总结：通过以上分析，我们不难得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而且在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。

教师：请同学们阅读教材第44页表格内容，得到什么知识? 学生：地球上不同的纬度，g值随纬度的增加而增加，通常g值取9．8m/s，有时粗略计算也取10m/s，g的方向竖直向下。

3．自由落体运动的规律

教师：既然自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。

学生：推出v=gt

h=（1/2）gt

v=2gh

课后作业

预习下一节学习伽利略对自由落体运动的研究历程，体会学习前人的探索精神和科学的探究思想，作业完成课后45页问题与练习3、4。

板书设计

一、自由落体运动

1、定义

2、特点

3、重力加速度

二、自由落体运动的规律

22222Vt =gt

h=（1/2）gt2

Vt2=2gh