【原创】必修一教案：3.4自由落体运动

1、匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动【教材分析】本节课是人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修1第二章第五节的内容，自由落体运动是匀变速直线运动规律的具体应用。通过对自由落体运动这种常见的、特殊的运动的研究，可以更好的对前面知识复习和巩固，同时也加强了物理学习与实际生活的联系，另一方面通过实验培养学生的自主、合作、探究的科学研究方法，为学生的终身发展打下了良好的基础。【教学目标与核心素养】1、物理观念：掌握自由落体运动的概念和规律，明确伽利略对自由落体运动的研究方法，通过设计实验得出规律。2、科学思维：伽利略利用斜面实验冲淡重力和合理的理论外推得出自由落体运动的规律，训练了学生探究物理问题

2、的思维能力。3、科学探究：学生利用所给的实验器材自主设计、合作完成对自由落体运动规律的探究。4、科学态度与责任：能结合近代实验科学产生的背景，初步认识实验对物理学发展的推动作用；知道学习物理需要实事求是，有与他人合作的意愿。【教学重难点】教学重点：自由落体运动的概念及探究自由落体运动规律的过程。教学难点：物体下落快慢影响因素的探究；自由落体运动的运动性质的分析。【教学过程】【导入新课】演示实验 如何利用直尺粗略测量反应时间？ 操作说明：一个人捏住尺子的上端，另一个人手指在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。直尺下落的时间就是你的反应时间。思考：直尺由静止释放之后做的什么运动？这种运动有

3、什么样的运动特点？【新课讲授】一、对自由落体的两种观点 以一张纸和一段粉笔为实验对象，分别演示3个实验，引出亚里士多德和伽利略对自由落体运动的两种观点。日常的生活经验使学生有 “重的物体下落快，轻的物体下落慢”的错误观念。接下来，播放牛顿管实验，观察管内真空时的下落情况，引导学生经历科学探究、透过现象看本质，得出“影响物体下落快慢的因素是空气阻力的作用，如没有空气阻力，只有重力作用、在同一高度下落的轻重不同的物体下落快慢相同”的结论。二、自由落体运动 定义：物体只在重力下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。 （如果从静止开始下落的物体所受的空气阻力很小，可以忽略，那么该物体所做的运动可视为

4、自由落体运动）问题：自由落体运动是什么性质的运动：匀速？匀变速？非匀变速？ 三、探究自由落体运动的性质 给学生提供打点计时器、纸带、铁架台等试验器材，让学生分组实验：重物自由下落，用打点计时器打一纸带。问题：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?请学生分组完成测量工作，然后据测量结果，得出结论。s=s2-s1=9.88cm ；s=s3-s2=9.83cm ；s=s4-s3=9.81cm ；s=s5-s4=9.86cm ；s=s6-s5=9.88cm学生：在误差允许的范围内s=9.8cm，所以自由落体运动是匀加速直线运动。教师：用打点计时器来研究运动性质的方法，误差较多，为了更精

5、确的获得实验数据，这里介绍一种新的实验方法-频闪照相法。教师：这是小球做自由落体运动的频闪照相照片，照片的像是每隔相同时间记录的，类似纸带的分析可以较准确地求出小球的运动规律。问题：能不能求出其加速度？学生：由s=aT2，可求a=10m/s2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：阅读科本57页科学书屋内容，有什么发现？学生：不同纬度地区的重力加速度大小不同。纬度越高，重力加速度值越大；纬度越低，重力加速度值越小。一般情况下，取g=9.8m/

6、s2，粗略计算时可取g=10m/s2。问题：自由落体运动是 ，加速度为g的匀加速直线运动，你能写出自由落体运动的规律吗？自由落体运动动学生可推导得出四、自由落体运动规律探索回眸教师：请同学们阅读科本58-59页，思考在发明打点计时器、频闪照相技术之前，伽利略就已经提出“自由落体运动是一种匀变速运动”的猜想，那他是怎么证实的呢？他在证实的过程中遇到了那些问题，又是如何克服的？难点一：各个时刻的速度难以测得。若v0=0且vt,必有xt2难点二：落体运动时间太短，无法准确测量。“冲淡”重力，使其加速度减小。在光滑斜面上，从不同位置由静止开始下滑做匀加速直线运动的小球，其位移与时间平方的比值是一个常数。不断增大斜面倾角，对于每个对应的倾角，小球从斜面不同高度滑下时st2 保持不变，合理推测，当斜面倾角增大至90度，其比值保持不变，即自由落下的小球做匀变速直线运动。 问题：如何求直尺下落的时间？学生：直尺下落后做自由落体运动，