《自由落体运动》名师教案

自由落体运动中国矿业大学附中李腾核心素养通过《自由落体运动》的学习，培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，体会实验在发现自然规律中的作用。并使学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。通过实验探究，使学生形成实事求是的科学态度。教学目标1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度。3.知道自由落体运动加速度的大小、方向，并能理解影响重力加速度的因素。4.运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题。教学重难点教学重点：自由落体运动的性质和规律。教学难点：设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动。知识储备区课前登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）一、自由落体运动1．定义：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。2．运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。二、自由落体的加速度1．定义：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，又叫做重力加速度，通常用g表示。2．方向：总是竖直向下。3．大小：在地球的不同地点，g的大小一般不相同．计算中g一般取9.8m/s2，近似计算时，g取10m/s2。三、自由落体运动的规律1．速度公式：v＝gt。2．位移公式：h＝1/2gt2。3．速度位移公式：v2＝2gh。新课讲解一、自由落体运动[问题设计]1．在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，情况会怎样？答案：石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地。（优教提示：请打开素材“动画演示：反应时间”）2．牛顿管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片，玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落。看到什么现象？说明什么问题？答案：下落快慢相同。在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关。（优教提示：请打开素材“动画演示：自由落体运动（牛顿管）”）[要点提炼]1．物体做自由落体运动的条件：(1)只受重力；(2)初速度v0＝0。2．在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动。3．自由落体运动的实质：自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。二、自由落体加速度[问题设计]利用如图1所示的实验装置测定重力加速度。用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，并使重物停在靠近打点计时器处；先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点。如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？（优教提示：请打开素材“视频演示：用打点计时器研究自由落体运动”）（优教提示：请打开素材“动画演示：重力加速度”）答案：可用下列两种方法求出重力加速度。(1)由vn＝xn＋xn＋1/2T求出各点的瞬时速度，作出v－t图象，v－t图象是一条过原点的倾斜直线，斜率表示加速度。(2)由Δx＝aT2计算加速度。[要点提炼]1．测量自由落体加速度的方法(1)利用打点计时器；(2)利用频闪照相法。频闪照相可以每隔相等的时间拍摄一次．利用频闪照相可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图2为一小球做自由落体运动的频闪照片)；根据匀变速直线运动的推论Δh＝gT2可求自由落体加速度。2．自由落体加速度的大小：在同一地点，重力加速度都相同；地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大。一般计算中，常取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。3．自由落体加速度的方向总是竖直向下的。三、自由落体运动的规律[问题设计]1．试写出物体自开始下落经过时间t时的速度v和下落高度h的表达式．答案由匀变速直线运动规律得v＝gt，h＝1/2gt22．匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用？答案：都适用。[要点提炼]1．自由落体运动的基本规律(1)速度公式：v＝gt；(2)位移公式：h＝1/2gt2；(3)速度位移公式：v2＝2gh。2．匀变速直线运动的其他规律，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的比例式同样适用于自由落体运动。注意：若分析自由落体运动过程中的一段，则该过程是初速度不为零的匀变