《自由落体运动》教案
［内容分析］
《自由落体运动》是高中物理必修一第二章《匀变速直线运动的研究》第五节内容。自由落体运动是现实生活中常见的一种运动，本节课之前学生已经学习了匀变速直线运动的知识，而自由落体运动时匀变速直线运动的特例，本节课的学习一方面是对前面知识的复习与巩固，同时也加强了课本与生活的联系。另一方面通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法，为以后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。因此本节课在本章中具有重要的地位和作用。
高一的学生感性思维较强，具有一定的理性思维，因此本节课从生活生活经验着手，步步深入，符合学生的认识规律，有利于学生对知识的掌握。学生刚刚学习了匀加速直线运动的知识，掌握了利用打点计时器研究物体的运动规律的方法，为本节课的学习做好了铺垫。
［教学目标］
知识与技能
1、知道什么是自由落体运动，理解物体做自由落体运动的条件和特征，掌握重力加速度的概念；
2、掌握自由落体运动的规律。 过程与方法
1、培养学生的逻辑推理能力；
2、会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法 情感态度与价值观
通过对自由落体运动的研究，养成学生质疑、批判的思想品质，求真、求善、求美的科学精神和探究创新意识。
［教学重难点］
自由落体运动的特点及规律
［教学方法］
讲授法、演示法、练习法
［教学用具］
粉笔、纸片、纸团
［教学过程］
（一）复习提问
复习匀变速直线运动的基本公式，推论。
（二）引入新课
我们今天应用这些知识研究一种新的运动，落体运动。
［演示1］粉笔和纸片同时从同一高度由静止释放，谁先落地。 结论：粉笔先落地。（重的物体下落越快）
［演示2］一张纸片和半张纸团同时从同一高度由静止释放，谁先落地。 结论：半张纸团先落地。（轻的物体下落越快）
［演示3］粉笔和纸团同时从同一高度由静止释放，谁先落地。 结论：几乎同时落地。
提问：解释观察的现象(矛盾的结论引起学生的兴趣，做好学习新知识的准备。) 显然，纸片在下落过程中空气阻力影响了其下落快慢，揉成团后阻力较小，几乎和粉笔同时落地。
提问：没有了空气阻力会怎样?（引导学生猜测) 进一步实验（条件限制，参考书本第五页）
［演示4］真空玻璃管 鸡毛和铜钱同时从同一高度由静止释放 结论：运动时间相同 总结：看来真的是空气阻力的影响使问题变得复杂化了。物理学中将物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（明确自由落体运动中“自由”的又一含义即“不受其他因素影响”。“其他因素”包括空气阻力、电场力、磁场力等等）
（三）新课教学 一．自由落体运动
1.定义：物体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。 （注意：在有空气的空间里，如物体重力远远大于所受空气阻力，此阻力可忽略不计，则物体下落的运动也可看作自由落体运动） 2．条件： 只受重力 初速度为0 现实生活中，重物从静止开始下落不太久的时间内可以近似认为是做自由落体运动，重物可以是粉笔，小石块，雨滴等等。那么自由落体运动是什么样的运动呢？它有什么规律呢？（抽同学回答，鼓励他们大胆猜想，可以提示他们：物体下落得越来越快；前面我们学过的什么运动是这样的呢？直到多数同学猜想是匀加速直线运动为止）
别人凭什么相信你的结论呢？（及时引导学生：必须用实验事实来证明自己的猜想是否正确）
探究一：利用打点计时器探究自由落体运动的运动性质 （以介绍为主） （1）、问题：如何记录自由落体运动
（2）、实验 注意事项：
a、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可以使阻力相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；
b、打点计时器安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；
c、连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；
d、手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；
e、应先接通电源让打点计时器稳定后，再放开纸带让重物下落； f、选取纸带。 （3）、分析纸带并思考问题：
a、纸带上的点迹的排布是直线还是曲线？
（直线）
b、连续相同时间内的位移如何变化？说明速度如何变化？ （ 增大、增大） （4）、猜想：自由落体运动是不是匀加速度直线运动？ （判别式：在实验误差允许的范围内，连续相等的时间内位移之差相等。）
(5)、结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速度直线运动
探究二：频闪照相法（书本45页问题与练习5，以学生动手计算为主） （1）、学生回顾之前学习的内容，设计不同的验证方法： 方法1.如果△x=aT2为一恒量，则物体做匀加速直线运动。 方法2.利用,如果X和t2成正比，则是匀加速直线运动。
方法3.利用v=at，如果v和t成正比，则是匀加速直线运动。
方法4.连续相等时间的位移比为1：3：5：
（2）、分析与论证，合作交流：分析数据，得到结论。
（由学生分析数据）
目的：应用探究式的学习方法，让学生亲自去体验去验证，经历从感性认识到理性认识的过程，从而让学生印象深刻的突破这一难点问题。学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学研究时的某些相似过程，学习物理知识和技能，体验科学探究的乐趣，学习科学探究方法，增强科学探究能力，培育合作精神，本身就构成了课程培育目标中的“过程与方法”，其教育价值是接受式学习无法比拟的 （3）、结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速度直线运动。 3.性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 二．自由落体加速度（重力加速度）g 能不能利用以上的实验方案求解重力产生的加速度。学生讨论，选择一个可行的方案△s=aT2。
通过计算可得：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度。
1.大小:g=9.80 m/s2（在粗略的计算中可以取g=10m/s2。）
请学生看书本的表格说说能得到的信息在地球上不同的地方g的大小是不同的从赤道到北极随着纬度的升高而增大 （纬度越大，g越大）
2.方向：竖直向下（非垂直向下） （引导学生自己判断）
加速运动是加速度与速度方向相同，即竖直向下。 课堂训练：见优化设计 例题1，随堂1 三．基本规律
自由落体运动的实质：初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。 回顾匀变速直线运动基本公式所以可推导以下几个公式:
v=gt h=1/2·g·t2 2ah=v2 （注：匀变速直线运动的几个推论及初速度为0的匀加速直线运动的几个比例关系，对自由落体运动也是成立的，在解题过程中可以灵活选用，但加速度为重力加速度。） 课堂训练：[例1]从离地500m的空中自由落下一个小球，取g= 10m/s2，求：
（1）经过多少时间落到地面；
（2）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；
（3）落下一半时间的位移
.[分析]由h=500m和运动时间，根据位移公式可直接算出落地时间、第1s内位移和落下一半时间的位移.最后1s内的位移是下落总位移和前（n—1）s下落位移之差.
（2）第1s内的位移：
因为从开始运动起前9s内的位移为：
所以最后1s内的位移为：
h10=h-h9=500m-405m=95m
（3）落下一半时间即t\'=5s，其位移为
[说明]根据初速为零的匀加速运动位移的特点，由第1s内的位移h1=5m，可直接用比例关系求出最后1s内的位移，即
h1∶h10=1∶19 ∴ h10=19h1=19×5m=95m
同理，若把下落全程的时间分成相等的两段，则每一段内通过的位移之比：
ht/2∶ht=12∶22=1∶4
课堂小结：以上在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深的推入，得出一种运动形式——自由落体运动，再利用基本满足自由落体运动条件的运动研究其规律，最后将规律用于生活实践。这种获得知识和应用知识的方法，在以后我们学习物理时还会经常用到。 作业：书本45页问题与练习2,5
