1、 自由落体运动自由落体运动教学设计教学设计 山东省平度第一中学山东省平度第一中学 宋宏亮宋宏亮 【教学目标教学目标】：】： 一、知识与能力一、知识与能力 1 1、知道物体做自由落体运动的条件。知道物体做自由落体运动的条件。 2 2、知道、知道重力加速度的大小，方向，知道在地球上的不同地方重力加速的重力加速度的大小，方向，知道在地球上的不同地方重力加速的 大小不同，通常情况下取大小不同，通常情况下取 9.8m/s29.8m/s2，粗略计算取，粗略计算取 10m/s2.10m/s2. 3 3、知道自由落体运动的特点和规律，能用自由落体运动的规律解决实际问知道自由落体运动的特点和规律，能用自由落体运
2、动的规律解决实际问 题。题。 二、过程与方法二、过程与方法 1 1、通过、通过演示实验探究影响物体下落快慢的因素，逐步深入，得到自由落体演示实验探究影响物体下落快慢的因素，逐步深入，得到自由落体 运动。运动。 2 2、 通过、 通过学生实验探究自由落体运动的性质， 并测量自由落体运动的加速度。学生实验探究自由落体运动的性质， 并测量自由落体运动的加速度。 3 3、使学生进一步发展“猜想实验理论”的科学探究方法，让学生主动、使学生进一步发展“猜想实验理论”的科学探究方法，让学生主动 思维，学会学习。思维，学会学习。 三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观 1 1、通过理论分析与实验验证相结合，
3、让学生形成科学世界观：、通过理论分析与实验验证相结合，让学生形成科学世界观：我们要学习我们要学习 科学，利用科学知识为人类服务。科学，利用科学知识为人类服务。 2 2、利用、利用“牛顿管”实验“牛顿管”实验，展现科学现象之美，激发学生对自然科学的热爱。，展现科学现象之美，激发学生对自然科学的热爱。 【教学重点教学重点】：】： 物体自由下落的快慢和所受的重力无关及自由落体运动的特点和规律。物体自由下落的快慢和所受的重力无关及自由落体运动的特点和规律。 【教学难点教学难点】：】： 自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度 【教学方法】 ：【教学方法】 ： 启发式、探究式启发式、探究式 【教学器材】
4、 ：【教学器材】 ： 演示器材：多媒体，牛顿管，抽气机，演示器材：多媒体，牛顿管，抽气机，废旧光盘废旧光盘，纸片，光盘，纸片，光盘，小球；小球； 实验器材：打点计时器，实验器材：打点计时器，纸带，重锤，铁架台，直尺。纸带，重锤，铁架台，直尺。 【教学过程】 ：【教学过程】 ： 一、新课导入：一、新课导入： 放松一下，先来看一幅漫画：放松一下，先来看一幅漫画： 提问：这两位先生在干什么？提问：这两位先生在干什么？ 学生回答：测量井的深度。学生回答：测量井的深度。 我们可以看到， 其中一位先生用一块石头就估测出了井的深度。 他的方法科我们可以看到， 其中一位先生用一块石头就估测出了井的深度。 他的
5、方法科 学吗？学吗？相信通过本节课的学习，大家一定会找到答案相信通过本节课的学习，大家一定会找到答案。今天今天我们我们一起一起学习： 第学习： 第 5 5 节节 自由落体运动 。自由落体运动 。 二、教学过程：二、教学过程： ( (一一) )自由落体运动自由落体运动 【教学环节教学环节 1 1、 】演示实验探究影响物体下落快慢的因素：演示实验探究影响物体下落快慢的因素： 落体运动是一种常见的运动落体运动是一种常见的运动。夏天夏天下落的雨滴，下落的雨滴，秋天飘落的树叶、冬天飞秋天飘落的树叶、冬天飞 舞的雪花，舞的雪花，这些物体都在重力作用下做落体运动。请大家思考：这些物体都在重力作用下做落体运动
6、。请大家思考：质量不同的物质量不同的物 体，下落体，下落的的快慢相同吗？快慢相同吗？ 演示实验：演示实验：同时从同一个高度释放一张光盘，和一张大小相同的纸片同时从同一个高度释放一张光盘，和一张大小相同的纸片( (注意强调注意强调 光盘的质量明显比纸片的质量大光盘的质量明显比纸片的质量大) )。请大家注意观察实验现象，思考实验现象说。请大家注意观察实验现象，思考实验现象说 明了什么？明了什么？ 提问：提问：大家看到了什么实验现象？大家看到了什么实验现象？ 学生齐声回答。很明显质量大的光盘先落地。那这说明了什么呢？学生齐声回答。很明显质量大的光盘先落地。那这说明了什么呢？ 找一名学生回答。然后介绍
7、古希腊著名学者亚里士找一名学生回答。然后介绍古希腊著名学者亚里士多德的观点，并提出问多德的观点，并提出问 题：物体下落的快慢真的与物体的重量有关吗？题：物体下落的快慢真的与物体的重量有关吗？ 演示实验：演示实验：两张完全相同的纸片，把其中一张揉成纸团。从同一高度同时释放。两张完全相同的纸片，把其中一张揉成纸团。从同一高度同时释放。 请大家注意观察实验现象，并思考请大家注意观察实验现象，并思考：物体下落的快慢与质量是否有关？：物体下落的快慢与质量是否有关？ 提问：提问：大家看到了什么实验现象？大家看到了什么实验现象？ 学生齐声回答。很明显这次纸团先落地。学生齐声回答。很明显这次纸团先落地。质量相
8、同的纸片和纸团下落快慢质量相同的纸片和纸团下落快慢 也是不同的。那么，物体下落的快慢是由质量决定的吗？也是不同的。那么，物体下落的快慢是由质量决定的吗？ 学生回答。学生回答。 提问：提问：看来生活经验有时候也会“撒谎” ，物体下落的快慢与质量无关。那影响看来生活经验有时候也会“撒谎” ，物体下落的快慢与质量无关。那影响 物体下落快慢的原因又会是什么呢？物体下落快慢的原因又会是什么呢？ 学生回答。学生回答。教师评价。教师评价。 提问：提问：看来影响物体下落快慢的看来影响物体下落快慢的“幕后黑手”很可能是空气阻力。那我们想这“幕后黑手”很可能是空气阻力。那我们想这 样一种情景：样一种情景：两个质量
9、不同的物体在两个质量不同的物体在不受空气阻力的不受空气阻力的真空真空环境环境中同时下落，会中同时下落，会 有什么现象有什么现象呢？呢？ 学生回答。学生回答。 我们一起通过实验来进行验证。我们首先看一段视频：我们一起通过实验来进行验证。我们首先看一段视频：19711971 年美国宇航员年美国宇航员 斯科特在月球绝对真空的环境中斯科特在月球绝对真空的环境中同时释放了一把铁锤和一根羽毛。我们一起来同时释放了一把铁锤和一根羽毛。我们一起来 看这段珍贵的视频。请大家仔细观察：铁锤和羽毛会不会同时落地。看这段珍贵的视频。请大家仔细观察：铁锤和羽毛会不会同时落地。 提问：提问：大家看到了什么现象？大家看到了
10、什么现象？ 学生回答。学生回答。 介绍“牛顿管” ，让学生看“牛顿管”中放入的物体：羽毛和铁片。介绍“牛顿管” ，让学生看“牛顿管”中放入的物体：羽毛和铁片。先不抽先不抽 空气，空气，让羽毛和铁片同时让羽毛和铁片同时释放，让学生观察实验现象。然后抽气后再做这释放，让学生观察实验现象。然后抽气后再做这个实个实 验。让学生观察实验现象。验。让学生观察实验现象。 【教学环节教学环节 2 2、 】定义自由落体运动，分析自由落体运动的条件：】定义自由落体运动，分析自由落体运动的条件： 通过“牛顿管”实验，我们看到了通过“牛顿管”实验，我们看到了和视频中和视频中一样的实验现象：质量不同的一样的实验现象：质
11、量不同的 物体在真空中下落的一样快。物体在真空中下落的一样快。在物理学中，这种不受空气阻力，只在重力作用在物理学中，这种不受空气阻力，只在重力作用 下，从静止开始下落的运动，叫做：自由落体运动。下，从静止开始下落的运动，叫做：自由落体运动。 下面下面请同学们请同学们看课本看课本完成完成知识梳理知识梳理 1 1 ，并总结自由落体运动的条件。并总结自由落体运动的条件。 知识梳理知识梳理 1 1 ：自由落体运动：自由落体运动 （1 1）定义：物体）定义：物体 叫做自由落体运动。叫做自由落体运动。 条件： （条件： （1 1）只受）只受 ，不受其他任何力，包括空气阻力。，不受其他任何力，包括空气阻力。
12、 （2 2）从）从 开始下落。开始下落。 请一个小组派代表回答自由落体运动的条件。请一个小组派代表回答自由落体运动的条件。 启发：启发：根据自由落体运动的条件判断：生活中常见的落体运动是否是自由根据自由落体运动的条件判断：生活中常见的落体运动是否是自由 落体运动呢？落体运动呢？ 找一名同学回答并解释。老师补充说明：找一名同学回答并解释。老师补充说明：地球上的物体不可避免要受到空地球上的物体不可避免要受到空 气阻力。所以，自由落体运动是一种理想化的运动气阻力。所以，自由落体运动是一种理想化的运动模型模型。但是但是做落体运动的物做落体运动的物 体体所受的空气阻力很小，可以忽略不计时，物体的所受的空
13、气阻力很小，可以忽略不计时，物体的下落下落我们也可以我们也可以近似近似看作看作自自 由落体运动。由落体运动。 （二）（二）实验探究实验探究自由落体运动的性质自由落体运动的性质 【教学环节教学环节 1 1、 】实验探究自由落体运动的性质：】实验探究自由落体运动的性质： 过渡：过渡：通过刚才对落体运动的研究，我们得到了一种最简单的落体运动：自由通过刚才对落体运动的研究，我们得到了一种最简单的落体运动：自由 落体运动。那么，自由落体运动可能是一种什么性质的运动呢？请同学们根据落体运动。那么，自由落体运动可能是一种什么性质的运动呢？请同学们根据 刚才的探究过程，做出大胆的猜想。刚才的探究过程，做出大胆
14、的猜想。 学生回答。学生回答。 过渡过渡：由实验大胆地由实验大胆地提提出猜想往往是走向成功的第一步，但是仅仅有猜想还是出猜想往往是走向成功的第一步，但是仅仅有猜想还是 不够的，我们还需要通过实验进行验证。那么，不够的，我们还需要通过实验进行验证。那么，根据所学知识和提供的实验器根据所学知识和提供的实验器 材，你能设计一个实验验证我们的猜想吗材，你能设计一个实验验证我们的猜想吗？请同学们？请同学们小小组讨论组讨论，并并设计实验方设计实验方 案。案。 小组展示，教师点评。小组展示，教师点评。 确定确定实验方案实验方案：用用打点计时器打出一条纸带。通过分析纸带上的点，根据打点计时器打出一条纸带。通过
15、分析纸带上的点，根据 x = aT2，看看x x 是否是一个常数来判断自由落体运动是否是自由落体运动。是否是一个常数来判断自由落体运动是否是自由落体运动。 强调注意事项。强调注意事项。 学生实验，收集数据，分析自由落体运动的性质。学生实验，收集数据，分析自由落体运动的性质。 第二种探究方案：第二种探究方案：介绍图像的验证方法，通过介绍图像的验证方法，通过传感器传感器进行验证。进行验证。 通过刚才的探究实验，我们知道了：自由落体运动是初速度为通过刚才的探究实验，我们知道了：自由落体运动是初速度为 0 0 的匀加速直线的匀加速直线 运动。请同学们根据刚才得到的实验数据计算自由落体运动的加速度。运动
16、。请同学们根据刚才得到的实验数据计算自由落体运动的加速度。 自由落体运动的加速度：自由落体运动的加速度：x= cm 加速度为加速度为 m/s2 计数点计数点 0 1 2 3 4 5 连续相等时间内连续相等时间内 的位移的位移（cm) X 1 1 = X 2 2 = X 3 3 = X 4 4 = X 5 = 连续相等时间内连续相等时间内 的位移差的位移差（cm) X 2 2 - X 1 1 = X 3 - X 2 2 = X 4 4 - X 3 3 = X 5 5 - X 4 4 = 【教学环节教学环节 2 2、 】 定义重力加速度定义重力加速度： 过渡：过渡：使使用不同的物体进行反复实验用不
17、同的物体进行反复实验最终会最终会发现发现这样的结论这样的结论：在同一地点，一：在同一地点，一 切物体自由下落的加速度切物体自由下落的加速度在误差允许的范围内在误差允许的范围内都都是是相同相同的的，这个加速度叫做：，这个加速度叫做： 自由落体加速度，也叫做：重力加速度。自由落体加速度，也叫做：重力加速度。下面请同学们下面请同学们看课本，看课本，小组合作小组合作完成：完成： 知识梳理知识梳理 2 2自由落体加速度自由落体加速度 g(g(重力加速度重力加速度) ) （1 1）定义）定义 ：在同一地点：在同一地点, ,一切物体自由下落的一切物体自由下落的 , ,这个加速这个加速 度叫自由落体加速度度叫
18、自由落体加速度, ,也叫做也叫做 , ,用用 表示表示。 （2 2）重力加速度的方向重力加速度的方向： 。 （3 3）在地球上的不同地方，）在地球上的不同地方，g g 的大小一般是不同的。一般计算中，的大小一般是不同的。一般计算中，g g 取取 。 粗略计算粗略计算 g =g = 。根据下表，根据下表， （4 4）总结：总结：地球上各地区重力加速度分布有什么规律？地球上各地区重力加速度分布有什么规律？ 地地 点点 纬纬 度度 重力加速度重力加速度(m(ms s- -2 2) ) 赤道赤道 0 9.780 广州广州 2306 9.788 武汉武汉 3033 9.794 上海上海 3112 9.7
19、94 东京东京 3543 9.798 北京北京 3956 9.801 纽约纽约 4040 9.803 莫斯科莫斯科 5545 9.816 北极北极 90 9.832 小组交流答案。点评，小组交流答案。点评，提问：我们测得的重力加速度提问：我们测得的重力加速度比比实际情况实际情况小小，原因？，原因？ （三）自由落体运动的规律（三）自由落体运动的规律 1 1、总结总结得出得出自由落体运动的规律：自由落体运动的规律： 2 2、应用规律解决问题：、应用规律解决问题： 应用应用 1 1：他们测量井深的方法合理吗？你能用所学知识做出解释吗？：他们测量井深的方法合理吗？你能用所学知识做出解释吗？ 应用应用 2 2：测定反应时间，看看谁反应更敏捷？：测定反应时间，看看谁反应更敏捷？ 大屏幕展示大屏幕展示操作要求，并请一位同学到前面示范。并分析原理。操作要求，并请一位同学到前面示范。并分析原理。 学生活动，测各自的反应时间。学生活动，测各自的反应时间。 （四）（四）请课代表总结本节课的学习内容。请课代表总结本节课的学习内容。 （五）布置作业：见导学案（五）布置作业：见导学案 自由落体运动教学设计自由落体运动教学设计 山东省平度第一中学山东省平度第一中学 宋宏亮宋宏亮
