自由落体运动
设计者：胡定钰 单位：华中师范大学 时间：2010年9月25日
一、教学目标
知识与技能：理解自由落体运动的概念、条件；掌握并能运用自由落体运动的性质与规律解决问题；知道什么叫自由落体加速度，知道自由落体加速度的方向、大小，了解自由落体加速度的变化情况。
过程与方法：引导学生学会分析处理实验数据；并归纳总结出自由落体运动性质。
情感、态度与价值观：渗透物理科学研究方法的教育。
二、教学重难点
教学重点：自由落体运动的性质及运动规律。 教学难点：由实验数据得到自由落体运动的性质。
三、课型：新课
四、教法：讲授法、演示实验法
五、教具：光盘、与光盘同样大小的纸片、硬币、牛顿管
六、课时：1课时（45分钟）
七、教学过程 一）导入新课
在日常生活中，我们经常可以看到物体下落现象。熟透的苹果从树枝上落下，枯黄的树叶从空中飘落。你认真观察过物体下落现象吗？比如：在一棵树上，有一个苹果和一片树叶同时从同一高度落下，哪个先落到地面？显然是苹果先落到地面。那么，是什么因素决定物体下落的快慢呢？我们可以通过演示实验探究。 二）新课教学
【演示1】同样大小的光盘与圆纸片从同一高度同时由静止释放。 现象：光盘先落地。
【教师】类似的现象很多，在在公元前4世纪，伟大的哲学家对其解释为：重物体要比轻物体下落地快？事实上，是不是这样的呢？
【演示2】光盘与同样大小捏成纸团的圆纸片同时由静止从同一高度释放。 现象：光盘与纸团同时落地。 【教师】由这个实验知道，并非重的物体要比轻的物体下落地块。
【演示3】两张大小相同的纸片，一张捏成纸团，同时由静止从同一高度释放。 现象：纸团先落地
【教师】演示3说明同样重的物体不同时落地。由这三个实验说明了什么？ 【学生】空气阻力导致了光盘比纸片下路地块。
【教师】如果排除空气阻力，光盘与纸片或者说苹果与树叶下落快慢是否应该相同？
【演示4】利用牛顿管演示金属片与羽毛分别在有空气和真空条件下下落现象，比较下落快慢。（提醒学生注意观察管底部）
现象：在有空气下，牛顿管中金属片比羽毛先到达管底部；在真空条件下，金属片与羽毛同时到达管底部。
【教师】大量的实验告诉我们，在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢程度相同，这种简单而又理想的运动，我们称之为自由落体运动。 （板书）自由落体运动
1.定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动。
【教师提问】能否从给出的定义中得出物体做自由落体运动的条件？ 【学生】1.只受重力作用；2.从静止开始下落（v00）
【教师】点评：1.自由落体运动时一种理想运动，只发生在没有空气的空间。2.如果空气阻力相比重力比较下，可以忽略，物理由静止开始下落也可以近似看作自由落体运动。举例并说明理由：树叶下落、雪花飘落等不可以看作自由落体；而硬币由静止开始下落可以看作自由落体运动。硬币向上抛出运动不是自由落体运动。
【教师】让学生观察硬币自由落体运动，猜想：自由落体运动是什么性质的运动? 【学生】加速直线运动
【教师】匀加速直线运动还是变加速直线运动？ 【学生】匀加速直线运动
【教师】如何验证你的猜想？引导学生设计实验方案。 实验方案：打点计时器
纸带 实验数据如何处理？ x1x2x3x4x5x6
连续相等的时间间隔内位移差为定值。 结论：自由落体运动为匀加速直线运动
【教师】由实验验证：自由落体运动为匀加速直线运动；由于从静止开始释放，故初速度v0，所以自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动。 【教师】不同物体下落的加速度是否相同，为什么？
【学生讨论】是，不同物体从同一高度下落，同时落地。由于时间，位移相同，根据位移公式x12at2，故加速度相同。
【教师】经过大量的实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度相同，这叫做自由落体加速度，也加重力加速度。 （板书）4.自由落体加速度
符号：g
方向：竖直向下（强调与“重力方向”相同） 【教师】如何通过以上实验方案得到自由落体加速度？
【学生】通过织带，利用逐差法，依据xaT2测量加速度；测得结果如教材中表格所示。
【教师】请同学仔细阅读表格能得出什么样的结论？
【学生】（1）g值在9.8m/s2左右；（2）与地理位置有关，维度越高，g值越大；（注意离地表高度有关）。
【教师】一般计算中g9.8m/s2，粗略计算时g10m/s2。
【教师】先请学生回忆匀加速直线运动规律；类比，得到自由落体运动规律。 【教师】自由落体运动基本规律。（一般选竖直向下为正方向）
vv0atvgt112xvtat2hgt022
222vv2ax0v2ghv0vvxtht22【教师】由于自由落体运动为匀加速直线运动，除此之外，在匀加速直线运动中所有规律与结论都适用于自由落体运动。 【教师】例题选讲
《同步导练》例题1 例题：从离地面500m的空中自由落下一个小球；g10m/s2，求 （1）小球经多长时间落到地面？
（2）自开始下落时，在第一秒，最后一秒位移。 解：由ht2hg12gt2得到落下时间
s10s
1212250010（2）第1s内位移 h1gt112101m5m122
2最后1s内位移h10hh9(101022109)95m
【课堂小应用】利用自由落体运动测反应时间。（选做）
三）结课：本节课学到以下知识。
1.自由落体运动概念：在只受重力作用下，从静止开始下落的运动 2.自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。 3.自由落体加速度：方向是竖直向下，一般情况下g9.8m/s2。
【教师】布置作业：课后习题 2.3
八、板书设计 自由落体运动
1.定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动。 2.条件：1.只受重力作用；2.从静止开始下落（v00）
理解：1.自由落体运动时一种理想运动，只发生在没有空气的空间。
2.如果空气阻力相比重力比较下，可以忽略，物理由静止开始下落也可以近似看作自由落体运动。 3.运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度相同，这叫做自由落体加速度，也加重力加速度。用g表示。 2.方向：竖直向下
3.大小：（1）一般情况下g9.8m/s2；
（2）维度越高，g值越大；距离地表越高，
三、自由落体运动规律
v00,ag;取竖直向下为正方向。
vgth1gt22v22gh hv2t
g值越小。
