西北师大附中高一物理教案：自由落体运动 7页

课题第五节：自由落体运动教学目标知识目标：1．理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。2．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。3．掌握自由落体运动的规律。能力目标：通过观察演示实验，否定了亚里士多德的观点，培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。德育目标：培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。课型新授课课时1课时重点掌握自由落体运动的规律难点通过实验得出自由落体运动的规律教学方法实验、讲授、分析讨论教具几张薄厚均匀的纸、硬币一枚、抽气机、牛顿管。教学过程复习：1．什么是匀变速直线运动，其速度公式、位移公式分别是什么？2．如何确定一个变速直线运动是不是匀变速直线运动？定义：相等的时间T里，Δv=aT恒定结论：相邻相等时间T里，Δx=aT2恒定7\n引入：深秋季节，枯黄的树叶纷纷落下，熟透的果子也会坠落地面；手中的物体脱手后，也会落到地面上；……；物体的下落运动是一种常见的运动。今天我们就来学习一种特殊的下落运动——第五节：自由落体运动。新课教学：提出问题：不同的物体在同一地点，从同一高度由静止开始下落，它们下落的快慢相同吗？学生猜想回答后，教师演示实验。实验1：重物体比轻物体下落得快；取硬币一枚，与硬币等大小的纸一张，让它们从同一高度由静止同时下落，观察哪一个先落地。硬币先落地。由于硬币比纸片重，能否由此得出结论：物体越重下落的越快呢？公元前４世纪，古希腊哲学家亚里斯多德的观点是：物体越重下落的越快。这个观点使人们在错误的结论下走过2000多年。同学们能否用简单的实验来说明它是错误的呢？实验2：轻物体比重物体下落得快；取相同纸质，但大小不同的两张纸，把小的一张团起来，让它们从同一高度由静止同时下落，观察哪一个先落地。团起来的小纸团先落地。能否由此得出结论：物体越轻下落的越快呢？当然不能。看来物体下落的情况比较复杂，直观感觉和经验告诉我们，有时重的物体下落的快，有时轻的物体下落的快。物体下落的快慢不仅与重力有关，还与其他因素有关。实验3：相同重量的物体一个下落得快，一个下落得慢；取两张完全相同的纸，其中一个团成团，让它们从同一高度由静止同时下落，观察哪一个先落地。纸团先落地。说明重力相同的物体有时也不能同时落地，为什么呢？学生讨论。实验4：重量相同的物体同时落地；7\n取硬币一枚，与硬币等大小的纸一张，将纸团成团，让它们从同一高度由静止同时下落，观察哪一个先落地。问题：为什么会出现上面的现象呢？猜想：这是因为有空气阻力的缘故，如果没有空气阻力，轻重不同的物体将一起将同时下落，情况真如这样吗？实验5：实验验证猜想。把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。观察结果。现象：在没有空气阻力或空气阻力很小的情况下，轻重不同的物体将同时下落。论据补充：1971年，美国宇航员斯科特在月球表面上把一把锤子，一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面上。1993年4月8日上午，来自世界各地的一些科学家用精密的自动投卸仪器，把乌檀木、塑料、铅等不同材料制成的小球，从比萨斜塔塔身44m处投下，用精密电子仪器和摄像仪记录，结果所有小球以同一速度落地。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗（也许是美丽的传说）？伽利略做过大量的由静止下落的实验，并且还用归谬法、数学图象都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料，伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误，他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两铁球同时下落，结果两铁球几乎同时落地。象牛顿管中的物体的下落运动就叫自由落体运动，同学们根据以上这些过程、结论，给自由落体运动下一个定义。一、自由落体运动1．概念：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。在空气中，当物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略的条件下，物体从静止竖直下落的运动，也可以看成自由落体运动。2．物体做自由落体运动的条件（1）初速度v0=0；7\n（2）物体只受重力作用。3．特点：做自由落体运动的不同质量的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。二、自由落体运动的规律距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。后来人们采用先进的实验手段测得：一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示。同学们请阅读材料P37页内容，能得到什么知识？总结：地球上不同的纬度，g值不同。其方向为竖直向下。通常的计算，g值取9.8m/s2，粗略计算：g=10m/s21．重力加速度（g）（1）概念：一切物体在自由落体中的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示。（2）重力加速度是矢量方向：总是竖直向下的。大小：地球上不同的纬度，g值不同，通常的计算，g值取9.8m/s2，粗略计算：g=10m/s2g的大小可用实验测定，如课本36页表格。2．自由落体运动的规律因为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，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移——速度公式。学生推导得出：7\n例题1：意大利著名物理学家伽利略曾在斜塔上做了著名的自由落体实验，那么，能否用落体的方法测量塔高呢？有人设计了如下实验，在一段长为的绳子的两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执绳的上端无初速度释放使其自由落下，另一人在塔下测量两球落地的时间差，即可根据，，得出塔的高度（不计空气阻力）。塔高与绳长、两球落地的时间差的关系是什么？解析：找与，，的关系。解得，代入，得例题2：A球从塔顶自由落下，当落下a米时，B球从距离塔顶b米处开始自由落下，两球同时落地，塔高是多少米？分析：解：设塔高为H，B球落地的时间为。7\n对A：对B：位移关系：即：又因为，由以上各式可得，所以，塔高巩固练习：1．从离地面125m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2。求：（1）经过多长时间小球落到地面？（2）自开始下落计时，第1秒内的位移和最后1秒内的位移。（3）下落时间为总时间一半时的位移。（答案：5s；5m，45m；31.25m）2．某同学想用一个滴定管，一只秒表，水来测定当地的重力加速度。做法是：调节滴定管旋钮，使其滴水，切使得前一滴水落地时后一滴水恰好离开滴管；看准某个水滴离开滴定管，同时听到前一滴水落地时开始计时，同时从1开始数离开滴管的水滴数，数了N滴水离开滴管时，停止计时，测出的时间是t，又测出滴管下端距地面的距离为x。请你帮他算出当地的重力加速度。7\n（答案：）课堂小结：这节课主要学习了自由落体运动的条件；知道自由落体运动就是初速度为零的匀变速直线运动，其加速度是重力加速度，推出了运动规律的三个公式，要求学生与以前学过的知识联系起来，灵活地运用。根据直觉和经验得出的结论往往是片面的，有的甚至是错误的，只有根据实验观测的资料，再经过科学地分析、综合、抽象得出的规律才是正确的。“假设—实验—修正假设（或放弃）—规律—指导实践、实验”，这是一种科学的研究方法。布置作业：P45，2,3,4,5。教学后记：7