自由落體運動教案2篇

【學習任務(wù)分析】

本節(jié)內(nèi)容是對前幾節(jié)運動學的知識和研究方法的應(yīng)用和提升。通過演示實驗和學生合作實驗，分析得出自由落體運動的性質(zhì)，明確重力加速度的意義，不僅使學生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識和規(guī)律在實際問題中的應(yīng)用，而且使學生在獨立獲取物理知識、探究物理規(guī)律、解決物理問題等方面獲得具體的成果，體驗科學研究的方法，讓學生得到成功的體驗，享受成功的愉悅，激發(fā)學習的熱情和責任感。

課件教案

本節(jié)教學的重點在于引導(dǎo)學生思考研究自由落體運動的實驗原理和方法，特別是利用打點計時器記錄運動軌跡和時間的方法及實驗數(shù)據(jù)處理、結(jié)論得出、誤差分析等實驗方法。

本節(jié)教學的難點在于實驗探究的思路、方法。

【學習者分析】

學生前面已認識描述運動的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握勻變速直線運動的規(guī)律，并且通過對以上問題的研究，已體會到物理學研究問題的一些方法，如運用理想模型和數(shù)學方法（圖象、公式），以及測加速度、處理實驗數(shù)據(jù)等方法。

【教學目標】

1．通過觀察演示實驗概括出自由落體運動的條件，滲透物理方法，從而培養(yǎng)學生的觀察、概括、科學抽象能力。

2．通過學生的合作實驗研究自由落體運動的規(guī)律，領(lǐng)會科學探究方法（提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗方案、分析實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)交流結(jié)論成果），理解自由落體運動的實質(zhì)是加速度為g的勻加速直線運動。

3．歸納出自由落體加速度的大小和方向，會判別不同地點重力加速度的大小。

4．運用理想化方法，通過比較重力與空氣阻力的大小，將實際問題轉(zhuǎn)化為自由落體問題。

5．會運用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體的問題，激發(fā)學生探究科學的熱情，增強學生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的意識。

【教學過程設(shè)計】

讓學生利用已有的知識和方法，經(jīng)歷科學探究的過程，培養(yǎng)科學探究能力，體現(xiàn)物理學是以實驗為基礎(chǔ)這一特點，具體設(shè)計思路流程如右圖。虛線框內(nèi)為探究過程。

【教學過程】

一、通過演示實驗，引出要探究的問題

1．概括落體運動是豎直向下的直線運動

(1)懸掛在鐵架臺上的小球，它受到幾個力的作用？（重力、懸線拉力）

演示1：用火將懸線燒斷，引導(dǎo)學生觀察小球的運動。

（學生觀察到：小球在重力作用下，沿豎直方向作直線運動。）

(2)落體運動是最常見的一種運動

演示2：石塊、粉筆頭從手中落下

(3)結(jié)論：任何物體只在重力作用下自由下落，都是沿著豎直方向作直線運動。

（過渡：這節(jié)課，我們就來學習一種特殊的下落運動。）

（板書：自由落體運動。）

2．物體下落快慢的因素分析

(1)提出問題：究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢？

演示3：等大鐵片和紙片同時、等高、無初速下落。

（學生觀察到：重的鐵片先落地。）

(2)得出“物體越重下落越快”的結(jié)論。觀點是否正確呢？你能否設(shè)計實驗證明你的觀點？

（激發(fā)學生思考）

(3)讓學生上講臺演示其設(shè)計的實驗，并說明其觀點。

學生演示：較重的鐵紙片和輕小紙團同時、等高、無初速下落，或等大的鐵片和紙片疊在一起無初速下落。

（學生觀察到：輕小紙團比較重的鐵片下落快，或鐵片和紙片一樣快。）

(4)引導(dǎo)學生得出正確結(jié)論

①根據(jù)前面的實驗和分析，同學們猜想一下，物體下落的快慢跟重力的大小有什么關(guān)系呢？（生：沒有關(guān)系。）

②那怎么解釋前面的實驗現(xiàn)象呢？

（生：空氣阻力影響了物體下落的快慢。）

③同學們猜想一下，如果完全沒有空氣阻力的影響，輕、重物體誰下落得快呢？

演示4：科普知識：1971年美國宇航員斯科特在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時下落，觀察到它們同時落到月球表面。

演示5：錢羽管實驗

（學生觀察到：在抽去空氣的錢羽管內(nèi)，輕重不同的鐵片、羽毛同時落下。）

結(jié)論：在沒有空氣阻力時，物體下落的快慢跟物體重力無關(guān)。我們把這樣的運動稱為自由落體運動。

（板書：定義：物體只在重力作用下，由靜止開始的下落運動叫自由落體運動。）

(5)在日常生活中，我們平時見到的落體運動由于大氣層的存在，自由落體運動是一種理想運動，但掌握了這種理想運動的規(guī)律，也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。當空氣阻力不太大，與重力相比較可以忽略時，實際的落體運動可以近似地當作自由落體運動。

（讓學生體會自由落體運動有著普遍的意義和現(xiàn)代科技的發(fā)展與人類科學探究進程的關(guān)系。）

演示6：體積相同的小木球和小鐵球同時、同高、無初速落下。

（學生觀察到：兩球幾乎同時落地。）

結(jié)論：（板書：自由落體運動的條件：a從靜止開始下落，初速為零；b．只受重力，或其他力可忽略不計。）

（說明：讓學生思考、討論，明確空氣阻力使下落物體的運動表現(xiàn)得很復(fù)雜，科學研究的第一步是先忽略空氣阻力，研究物體不受空氣阻力的運動。在這樣的學習中，學生不僅可以提高觀察與推理的能力，而且會逐漸形成觀察與思考的習慣。）

（過渡：人們根據(jù)簡單的觀察所得到的直覺觀念和結(jié)論往往不一定都是可靠的，應(yīng)當用科學實驗對它們進行檢驗。）

二、探索研究過程

1．提出問題

(1)那么自由落體運動是什么性質(zhì)的運動呢？（生：（部分）是勻變速直線運動。）如是，怎樣通過實驗驗證？

(2)它的加速度與哪些因素有關(guān)？與落體質(zhì)量有關(guān)嗎？

(3)你的說法有根據(jù)嗎？你研究過嗎？（反問）

2．猜想假設(shè)

(l)落體運動既然是自然界最常見、最普遍的一種運動，那么其中必然蘊藏著最簡單的規(guī)律。

(2)方法教育：大物理學家們對猜想假設(shè)的理解。

一旦科學插上幻想的翅膀，它就能贏得勝利。──法拉第（英國）

沒有大膽的猜測就作不出偉大的發(fā)現(xiàn)。──牛頓（英國）

(3)讓學生大膽猜想自由落體運動是一種最簡單的一種變速運動──初速度為零的勻加速直線運動。

(4)怎樣研究物體運動的規(guī)律？

對于初速度為零的勻加速直線運動，加速度為常量，物體運動的位移s、時間t、速度v之間存在如下關(guān)系：

3．設(shè)計實驗方案（教師引導(dǎo)，學生通過學生分組合作討論，提出設(shè)計方案。）

方案一：用打點計時器記錄的紙帶研究物體的自由落體運動

設(shè)計原理：

設(shè)計要求：

(1)如何提高本實驗的準確度？

(2)完成實驗后，對紙帶進行分析，如何判斷其是勻變速運動？

(3)如何利用實驗來說明不同物體的自由落體運動規(guī)律相同？

設(shè)計思路：用打點計時器研究物體的運動時，為提高實驗的準確度，應(yīng)從減少阻力、正確安裝器材及操作步驟合理等入手。打點計時器最大的特點就是每打兩點的時間間隔相等，它直接記錄下的實際是物體在連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移，通過研究這些位移，看連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移差△s是否相等，從而得知物體的運動性質(zhì)。

設(shè)計結(jié)果：

(1)由自由落體運動的定義知，要提高實驗的準確度，應(yīng)該從盡量減少阻力入手。具體辦法是：整個裝置應(yīng)豎直（如圖所示），紙帶應(yīng)平行于打點計時器的限位孔，先打點后放手等。

(2)從相鄰兩點間的距離可看出，物體越往下落，相同時間間隔內(nèi)下落的距離越大，即速度越來越大。

(3)各組利用各自的紙帶選擇清晰的，并量出相鄰各點間的距離。

分組實驗：按設(shè)計要求操作實驗，進行分組實驗時，同組實驗者要求相互合作。各組實驗時所用的重物質(zhì)量、形狀各不相同。

（說明：學生可能會根據(jù)勻變速運動的特點會提出多種方案，以下方案的設(shè)計老師要給予肯定，有條件的可以根據(jù)實際條件進行教師課堂演示，沒條件的可以用光電門替代，作為學生課外研究性課題。）

方案二：利用找出落體物體的速度與時間的關(guān)系

測速度隨時間變化的關(guān)系

方案三：利用找出落體物體的位移與時間的關(guān)系

測位移隨時間變化的關(guān)系

設(shè)計原理：v-t圖s-t圖

設(shè)計思路：利用儀器測出v、s、t各量

設(shè)計結(jié)果：通過描點作圖，得出圖象對應(yīng)的規(guī)律。

（說明：教師對以上幾種方案進行評價，特別對于方案一要著重分析引導(dǎo)，有利于養(yǎng)成良好的實驗習慣。對于方案二、三教師先給予肯定，利用大屏幕投影進行演示。給學生介紹隨現(xiàn)代科技的發(fā)展，有一種儀器(如圖)

利用Logger Pro軟件自動識別連接在Lab-Pro上的運動傳感器，能直接讀出自由下落物體的速度和位移，不僅會大大縮短實驗時間，而且能解決處理數(shù)據(jù)時遇到的如何計算速度這一難題。）

4．分析實驗數(shù)據(jù)

方案一：

利用量出的SAB、SBC、SCD算出△s，看是否在實驗誤差范圍內(nèi)相等。若是相等，利用△s=aT2計算出a=？并根據(jù)紙帶判斷出A的方向。

方案二：利用Logger Pro軟件做出v-t圖象。如圖。

方案三：利用Logger Pro軟件做出s-t圖象。如圖。

5．總結(jié)交流結(jié)論成果

方案一：利用各組實驗數(shù)據(jù)分析，進行交流，判斷得出結(jié)論是否相同？算出的口是否相等？

進行交流后，發(fā)現(xiàn)不同物體所做的試驗結(jié)論都相差不大，都在9．5 m/s2左右，在實驗誤差范圍內(nèi)可以認為相同。

方案二、三：利用logger Pro軟件對圖象進行擬合后，得出的A接近9．8m/s2。

結(jié)論：輕重物體下落快慢相同，都做初速度為零的勻變速直線運動，A接近9．8 m/s2。方案一偏差較大且值都偏小的原因是阻力影響較大（紙帶與限位孔、空氣阻力等）。

板書：(1)運動性質(zhì)：初速度為零的勻變速直線運動。

不同重量的物體加速度相同；這個加速度稱為重力加速度。

加速度的大小為：____（學生由實驗中測量的值）。

板書：(2)自由落體的加速度──重力加速度g

在同一地點，一切物體做自由落體的加速度都相同。

強調(diào)：“在同一地點”。就是說，在不同的地點，物體自由落體的加速度不同。（教師介紹精確實驗測定的北極9．832 m/ s2、北京9．801m/s2、長沙9．791m/s2、赤道9．780m/s2的重力加速度值，總結(jié)出：越靠近赤道，重力加速度的值越??；越靠近兩極，重力加速度的值越大。并給出一般取值。）

板書：通常計算中，g=9．8m/s2

方向：豎直向下。

6．探究過程小結(jié)：通過觀察、思考、分析，提出所要研究的問題，然后作出假設(shè)，選擇實驗方案，分析實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)交流結(jié)論成果，是科學探究的重要途徑。

三、應(yīng)用

1．閃光照片

現(xiàn)代科學發(fā)展為我們研究自由落體運動的性質(zhì)提供了更為科學的手段，請同學們看彩圖，彩圖是自由落體的小球的閃光照片按比例的縮小圖。（簡介閃光照相）照片上相鄰的球是相隔1/30秒的時間拍攝的，請大家用刻度尺測相鄰的每兩個球之間的距離S，在計算出相鄰每兩段的位移差，看是否是恒量？

（生：（測量、計算）是恒量，說明自由落體運動是勻變速直線運動。）

2．能否找出剛才紙帶上所打的第一個點嗎？

（利用只要距第二個點約為2 mm的點）

3．為了測出井口到井里水面的深度，身邊沒有尺子，但有一秒表，如何粗略測量其深度。可讓一個小石塊從井口下落，若測得經(jīng)2s鐘聽到石塊落到水面的聲音，求井口到水面的大約深。（不計聲音傳播的時間）(19．6米)

小結(jié)：從這題中可以看到應(yīng)用自由落體運動規(guī)律，我們可以把長度測量問題轉(zhuǎn)換為時間測量問題。這是物理學研究中常用的測量轉(zhuǎn)換方法。

4．（參見教科書44頁做一做）測定反應(yīng)時間：測人的反應(yīng)時間，一個人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間。

可以用下面方法測定：請一位同學用兩個手指捏住木尺頂端，請你拳起一只手的手指在木尺的下部，作握尺的準備，但手的任何部位都不要碰到木尺，當看到那位同學放手時，你立即握木尺，測出木尺下降的高度，就可以用自由落體規(guī)律求出反應(yīng)時間。假設(shè)測得某人握住木尺時，木尺下降了20 cm，求該人的反應(yīng)時間。

5．測量“傻瓜”照相機曝光時間（參見書44頁做一做）總結(jié)：運動規(guī)律：公式：

【板書設(shè)計】

【教學后記】

1．通過演示實驗，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的觀察、概括、科學抽象能力。教學時，教學過程的第一部分（通過演示實驗，引出要探究的問題）可以適當緊湊些，盡量縮短教學時間。研究物體下落快慢的因素分析時，盡量激發(fā)學生思考，利用已有的實驗器材（紙片、鐵片），放手讓學生上講臺來演示，這不僅激發(fā)學生學習興趣，而且活躍了課堂氛圍。

2．通過探索研究過程，得出重要的結(jié)論：自由落體是勻加速運動、加速度為g；同時“讓學生經(jīng)歷科學探究的過程，培養(yǎng)科學探究能力”的精神。最后，自由落體運動規(guī)律的得出及應(yīng)用等知識也就水到渠成。因此，對課本知識的適當延伸、拓展，讓學生經(jīng)歷設(shè)計實驗、合作完成實驗、交流實驗成果、得出結(jié)論，再理論聯(lián)系實際，有利于培養(yǎng)學生探究能力，觀察、分析、解決實際問題的能力，這正是當今素質(zhì)教育所要求的。

3．在探究過程中，學生會提出很多方案。用打點計時器記錄的紙帶研究物體的自由落體運動時，學生可能會提出按學生實驗“研究小車速度隨時間變化的規(guī)律”那樣測出加速度，或不用小車，用鉤碼直接鉤住紙帶跨過滑輪水平拉紙帶等，教師要利用自由落體運動的定義出發(fā)，引導(dǎo)學生對實驗方案進行完善。分組實驗時，可以兩個或三個同學為一組，數(shù)據(jù)的處理時一定要靈活，同組實驗者分別用計算器計算，這樣，可以節(jié)省課堂時間，又達到了總結(jié)規(guī)律的目的。學生也可能會提出用方案二、三，利用圖象來研究運動規(guī)律，教師要給予肯定，由于實驗條件的限制，可以根據(jù)實際條件進行演示。通過演示不僅拓展學生的思維，而且鞏固了利用圖象研究運動的方法。

自由落體運動教案二

教材分析

自由落體運動是自然界廣泛存在的物體自由下落的一種理想模型，是一種典型的勻變速直線運動，對自由落體運動的深入分析有利于學生更加深刻的理解勻變速直線運動，也為后面的平拋運動的學習打好基礎(chǔ)。這次新教材對這部分的內(nèi)容分為二塊。一塊通過演示、實驗，分析得出自由落體運動的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識。另一塊介紹落體運動的研究歷史，主要是介紹伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學思維方法，使學生對自由落體運動的認識上升到更高的層次。本人根據(jù)以往的教學經(jīng)驗和學生的認識規(guī)律，對這部分教材做了調(diào)整。先介紹伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學思維方法，得出什么叫自由落體，滲透人文教育。接著重點討論自由落體運動的性質(zhì)。最后是對自由落體的規(guī)律運用。本節(jié)課是在知道了什么是自由落體的基礎(chǔ)上通過實驗探究自由落體的運動性質(zhì)。

教學目標

1、知識與技能

（1）理解自由落體運動的性質(zhì)和物體做自由落體運動的條件.

（2）理解自由落體運動的加速度，知道它的大小和方向.

（3）掌握并能夠運用自由落體運動的規(guī)律.

2、過程與方法

（1）加強感性認識，進一步上升到理性認識.

（2）類比得出自由落體運動的規(guī)律.

3、情感、態(tài)度與價值觀

（1）實踐出真知，實驗見規(guī)律性.

（2）去偽存真的科學態(tài)度、方法.

教學重點