自由落体运动详案

1、自由落体运动详案【引入主题抓尺游戏】师：这节课我们来学习“自由落体运动”。第一，我们来玩一个测测反响时间的游戏。游戏规则是什么呢？游戏道具是一把尺子，老师用手捏住尺子上端；请一位同学把手放在尺子的下端，要用虎口地点瞄准尺子的零刻度处，用大拇指和食指去准备抓尺。当我开释时，这位同学马上去抓尺子。师：老师先请一位男生配合达成这个游戏。（请一位同学登台）。要认真地捕获到我放手的瞬时。好，这位同学成功抓住了尺子，请你读出你抓住尺子地点的读数。（记录第一位同学的读数，重申精准的位数。再请一位女生相同达成抓尺过程）师：老师提到这个游戏能够测出我们的反响时间。为何这个游戏能够丈量反响时间呢？我们怎样经过同学

2、们抓住尺子的刻度计算出反响时间？由于这些问题的解决和我们今日学习的内容“自由落体运动”相关。（一）物体着落的影响要素老师：什么是自由落体运动？历史上，人们很早就开始了对落体运动的研究，早在古希腊的时候，距今两千多年前，伟大的哲学家、科学家、教育家亚里士多德就对自由落体运动提出了他的看法：重的物体比轻的物体要着落的快。由于他经过察看发现，石头比树叶要落的快。那亚里士多德说的是对的么？我们经过实验来研究一下。【演示实验1】老师：这个是硬币，这个是纸片，谁的质量比较大？（同学们回答：硬币的质量比较大。）老师：这时老师让它们从同一个高度静止开释，我们来看看谁着落的速度比较快。（演示实验，硬币着落的比较

3、快）老师：我们发现谁着落地比较快？（学生回答：石头着落的比较快）我们看到硬币比纸片着落地快，是否是考证了亚里士多德的看法。但是他的看法真的对么？我们此刻再来看一个实验。【演示实验2】老师：这是一张大纸片，这是一张小纸片，小纸片的质量比较小，老师把小的那张揉成纸团，此刻老师相同让它们从同一高度静止开释，那依据亚里士多德的看法，谁应当着落地比较快？（纸片）同学们认真察看一下谁着落的比较快（演示实验，纸球比纸先落地。）【问题】依据亚里士多德的看法，质量大的物体比质量小的物体着落的快，但是在这个实验中，轻的物体比重的物体要着落地快，我们是否是经过实验就颠覆了亚里士多德的看法。老师：其实像老师今日做的实

4、验，历史上早就有人研究过了，他就是我们今日要认识的第二个人物：伽利略。伽利略是怎样辩驳亚里士多德的呢？伽利略说，亚老师，你说重的物体比轻的物体着落地块，那我把小石头的着落速度定义为4，大石头的着落速度快，那我把大石头的着落速度定义为把这两块石头连起来，你感觉速度怎么变化？8，此刻我要【问题】：你感觉把这两个石头连起来，速度怎么变化？学生：小石头着落慢，会把大石头的速度拖慢。老师：这位同学说小石头会把大石头速度拖慢，那有其余同学有不同的想法么？亚里士多德但是说过质量越大，速度就越大的。学生：这两个石头加起来，质量更大了，速度也应当更大。老师：很好，这个同学从整体的角度出发，两个石头连起来，总的质

5、量就更大了，那说明它应当着落的速度更快了。同学们的想法都特别好，我们看到从两个角度考虑就产生了矛盾，说明亚里士多德的说法是不对的。经过这样一个例子，伽利略提出他的看法：不论质量大小，物体自由着落时的速度是相同的。伽利略经过设计这样的实验来导出相互矛盾的结论，科学上把它称为归谬法的思想。那么亚里士多德经过察看获得的质量越大，速度越大的结论，我们把它叫做察看法。【问题】：但是我们在生活中常常看到重的物体比轻的物体着落地快，那么是什么要素影响物体着落速度的快慢？同学A：空气的影响。同学B：物体接触面积不相同。老师：特别好，同学们已经找到物体着落快慢的影响要素了，老师这里有一幅图同学们能够认真思虑一下

6、。图片上是我们很熟习的跳伞。同学们应当都看过跳伞运动的视频，跳伞者从高空中的飞机上跳下时，下降的速度是否是很大？假如跳伞者没有打开下降伞，他是否是以很大的速度摔到地面上。那么跳伞者怎么样才能以较小的速度安全下降呢？对的，他要打开背上的下降伞来减小下降的速度。在下降伞打开前后跳伞者的总质量是不变的，那么为何打开下降伞能使得他的速度减小呢？就是由于打开下降伞增大了空气阻力的作用。老师：那么我们此刻从实验的角度研究空气阻力是怎样影响物体着落的，叫做牛顿管实验。老师此刻给同学们做一个实验，演示实验4：“牛顿管”实验老师：老师这里有一根玻璃管，这个玻璃管不是一般的玻璃管，它有一个名字叫“牛顿管”，它一端

7、关闭，一端带相关闭的气嘴，能够经过抽气的装置将里面抽成真空。管里面放有一个金属片和一片羽毛。这根牛顿管已经被抽成凑近真空的状态了。这时候老师要把磁铁拿开，同学们认真察看在几乎不受空气阻力作用时，羽毛和硬币的着落状况（翻转牛顿管，羽毛和硬币着落）。同学们察看到什么现象？对，羽毛和硬币同时着落。老师：假如同学们没有看清楚着落状况，老师这边有一个更清楚更拥有震惊力的视频（给同学们观看视频，大的真空玻璃管内羽毛和钢球从静止开始同时着落究竟部）老师：我们看到在真空装不论质量大小，物体着落都是相同快的，那在有空气阻力的状况下物体着落状况是怎么样的呢？这时老师要打开进气阀，玻璃管里开始充气了，你们认真察看羽

8、毛在进气的气流中的运动，说明玻璃管里渐渐灌进空气。好，这时候“牛顿管”里已经充满空气了。这时候老师把磁铁拿开，让两个物体同时从静止着落，同学们认真察看此时管中羽毛和金属片的着落状况（翻转牛顿管，羽毛和金属片着落）。同学们看到了什么现象？对，金属片比羽毛着落地快。我们能够察看到在真空中羽毛和金属片几乎是同时着落的。所以空气阻力才是影响物体着落的主要要素。（二）自由落体运动的定义及特色老师：在牛顿管的实验中，我们看到质量不同的物体在几乎不受空气阻力影响的状况下着落的速度是相同快的。所以我们给出自由落体运动的定义：物体仅在重力作用下，从静止开始着落地运动，叫做自由落体运动。老师：我们需要认真思虑一下

9、“自由”这两个字的含义，假如我们刚开始就给他一个初速度，它是否是就不自由了。假如存在空气，物体与空气分子不停碰撞也会遇到阻挡作用，是否是也不自由了。所以掌握自由落体运动的定义，自由是重点。依据自由落体运动的定义，我们能够总结出自由落体运动的哪些特色？老师：特别好，没有初速度，也就是初速度为零，还有仅受重力作用，不受空气阻力的影响。：老师：同学们想想，在地球表面存在没有空气阻力的状况么？没有，是吧。地球表面是被一层大气层包裹着的。所以现实生活中在地球表面从高处着落的物体都遇到空气阻力的作用。但是假如物体遇到的重力远远大于空气阻力，好多时候空气阻力就能够忽视不计。自由落体运动是一个理想化模型，在现

10、实状况中我们研究的问题常常比较复杂，一般有很多要素共同影响，所以我们能够经过必定的理想化办理，当阻力相对于重力可忽视不计时，我们能够近似把物体的着落运动看作是自由落体运动。老师：密度比较大的物体比方像石头，金属球等物体的自由着落能够当作自由落体运动么？学生：能够。老师：但是对于像棉花，纸片这些物体呢？学生：不可以够，它们遇到的空气阻力与自己重力对比不可以忽视不计，所以不可以看作是自由落体运动。老师：其实物体所受的空气阻力与速度大小仍是密切相联的，速度越大物体遇到的空气阻力就越大，所以就算是对于石块或是金属球，当他们从很高的地方着落时，速度大于必定值，它们遇到的空气阻力已经不可以忽视不计，所以也

11、就不可以将它们的运动作为自由落体运动办理。（三）自由落体运动的规律1）初速为0的匀加快直线运动【引入】之我们已经学习了自由落体运动的定义，知道它是只受重力作用从静止着落的运动，那自由落体运动的规律是什么？：我思虑一下自由落体运的特色，从静止开始着落，物体的初速度0。直看出迹是直，并且运速度愈来愈快，我能够怎样猜？学生：匀加快直运。：我能够判断是加快运，那什么猜是匀加快呢？我需要用到以前学的哪一条公式去判断？生：?s=aT2：?s=aT2表示做匀加快直运的物体在相相同隔内的位移差定，个公式也叫做匀加快直运的判断式，足个关系的就是匀加快直运。所以我是否是能够利用个公式自由落体运匀加快直运。：运用?

12、s=aT2个公式，我要相隔相同T物体一系列的地点，同学能想到我以前学的哪一个知？学生：影。：了足物体做自由落体运的条件，我体大，量小的物体做自由落体运，用照相的方式物体的运地点，获得个照片。我就能够依据照片拍隔和照片上物体地点的量所供给的信息来研究。：老出了一幅自由落体运的照片，我一同做一下。依据幅的自由落体运的照片，一运是匀加快直运。（片s1,s2,s3）：怎样算各个相等隔的位移差？学生：下一段位移减上一段位移。：（在ppt上示表格，与算果，明?s的在差允范内相同，差存在的原由是量精度的）：我是否是能够获得：自由落体运是匀加快直运，并且是一种初速度0的匀加快直运。：通?s=aT2，我是否是也

13、能够算出金属球自由着落的初速度？（数据算，范学生的算程，算获得大小s2）2）重力加快度g：自由落体运的加快度，我把它叫做重力加快度，用符号g表示。加快度既有大小又有方向，那自由落体运的加快度，方向是怎么的？生：直向下。老：我算出的加快度大小s2，可能是空气阻力的影响或是其余干要素影响。科学家通大批的量获得重力加快度大小s2左右，一般状况下我能够取10m/s2算。：我做自由落体运的物体在同一地点着落的快慢与量没关，也就是不同物体在同一地点重力加快度的大小都是一的，但是在不同度的地域，或许是同一度不同海拔的地方，重力加快度有稍微的差别，我看个表格。：表中能够看出：不同度地域的重力加快度稍有不同，越

14、凑近赤道，就是度越低的地方，重力加速度越大，越凑近两极，就是度越高的地方，重力加快度g越大。同学可能得g随度的化很小，仿佛没什么影响。但曾洋的运，g的个差别曾商人来很大的困。于万吨的从两极运物到赤道的，因物重量，大体就能造成快要100多万元的失。老：g的大小不随度的增大而增大，g会跟着海拔高度的增高而减小。（同一个例子学生理解g随海拔化的程度）3）自由落体运律的数学公式：我自由落体运就是一种特别的匀加快运，并且自由落体运的加快度是特定的重力加快度g，那么我是否是就能够依据匀加快直运的运方程来写出自由落体运的运方程了？于初速度0的匀加快直运，运方程是什么？生：v=atS=1at222as=v2生

15、：=vgth=vt/2h=1/2gt2：我之用把匀加快直运运方程里的初速度v0取0，加快度a取g，就能获得自由落体运的运方程了。（教板：v=gt;h=vt/2；h=1/2gt2）：在我研究出了自由落体运的律，并获得了运公式，我回到开始我玩的抓尺游，在同学能不可以出个游能够量反的原理是什么？生：我能够依据尺子着落的高度来算反应。运用哪一个运公式？生：h=gt2/2：在黑板上写出的算程。4）伽利略的科学研究方法师：我们这节课在研究自由落体运动的规律时，运用了频闪拍照的技术。我们还能够用DIS实验研究速度与时间的的关系相同能够研究获得自由落体运动的规律。但是伽利略早在几百年前就最初开始了自由落体定律

16、的研究。并且他最初提出了一套特别重要的科学研究方法，我们打开书籍第47页，看看爱因斯坦是怎样评论伽利略的科学研究方法的：他说：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，并且标记着物理学的真实开始”。师：我们看到爱因斯坦对于伽利略的贡献赐予了高度的评论，物理是以实验为基础的，伽利略是第一个谨慎的科学研究实验研究世界规律的科学家，那我们来看看伽利略所提出的科学研究方法包含哪几个部分。第一是提出问题，假定猜想，而后是数学推理，实验考证，合理外推阶段，最后是获得结论阶段。我们看在研究自由落体运动规律的过程中，伽利略是怎么经历这几个科学研究阶段的。师：提出问题：自由落体运动

17、的规律是什么？伽利略从斜面实验出发，假定自由落体运动是匀加快直线运动，经过数学推理伽利略获得假如斜面上小球的速度是平均增添的，它的位移必定与时间的平方成正比，而后他经过上百次的实验，不停改变斜面倾角和小球的“质料”都考证了“位移与时间平方成反比”的关系，小球在斜面上的运动为匀加快直线运动。以这些实验为基础，他对于大倾角的状况作了合理外推，特别是当倾角为90时，也就是自由落体状况，小球的运动为匀加快直线运动。师：伽利略在当时没有我们此刻这样先进技术的条件下经过自己发现的这一套科学研究方法就研究出了自由落体运动的规律，伽利略提出的这一套科学研究方法很重要，我们以后在实验时会常常经历这一个科学研究的过程。【讲堂总结】师：此刻我们来一同往返首小结一下我们今日这节课所学的知识。我