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教学案例设计

第二章第五节自由落体运动

作者单位姓名

（—）教材分析

物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过实验和科学的辨析，认识自由落体运动的规律。自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例，通过自由落体直线运动规律的研究，加深对匀变速直线运动规律的理解。

（二） 教学目标

知识与技能：

1）了解什么是自由落体运动；

（2）自由落体产生的条件；

⑶认识自由落体运动的特点；

（4）掌握自由落体运动的规律；速度随时间的变化规律，位移随时间变化的规律（定量）。

过程与方法：

通过观察演示实验概括出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，从而培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。

情感态度与价值观：

运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型一一自由落体，研究物体下落在理想条件下的运动

（三） 教学重点难点

教学重点：自由落体的速度和位移随时间变化的规律

教学难点：演示实验的技巧及规律的得出

教学难点的突破措施：小组合作、实验探究

（四） 教学用具

多媒体投影硬币、纸片若干、打点计时器、纸带、牛顿管、羽毛

（五） 教学过程

导入情景

师：我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由三个公式体现出来（投影）。今天我和大家一起来研究一个匀变速直线运动的实例一一自由落体运动。

师：同学们对“自由落体运动”其实并不陌生。

（演示实验：将小钢球由高处静止释放，指出小钢球的运动就是自由落体运动。）

师：那么除了小钢球的下落外，还有哪些运动是自由落体运动？自由落体运动有什么样的特点和规律?这节课我们就来研究这个问题。

进行新课

什么是自由落体运动？

（演示实验：让一张纸片与小钢球同时自由下落，可看到什么现象?）

生：钢球落得快。

师：对，这就是我们的生活经验，似乎很容易得出“重的物体比轻的物体下落得快”的结论，这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略为证明亚里士多德观点的错误，做了大量的实验。他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两球由静止同时下落，据亚里士多德的观点，重球应该先落地，但实际上两球同时落地。

师：请再看演示实验，把刚才的纸揉成团，和小钢球由静止落下，同学们再观察。

生：几乎同时落地。

师：同一张纸，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢？

生：这是因为空气阻力的影响，把纸揉成团，所受的空气阻力要比纸片所受的空气阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。

师：如果把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，现象如何呢?让我们做一个实验。

（演示实验：我这里有一个长约1米，一端封闭、另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等，放在玻璃管里。）

打开开关，管里有空气，把玻璃管倒立过来，现象如何？

生：这些物体下落的快慢不同。

把管里的空气几乎全部抽出，会如何？

生：下落的快慢相同。

师：可见导致物体下落有快有慢的原因是空气有阻力。指出在真空条件下，小物体的运动就是自由落体运动，请同学们据刚才的过程、结论，给“自由落体”下一个定义。

生：真空中，只受重力，物体从静止竖直下落。

小结I：物体只有在重力下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。这种运动只有在没有空气的空间里才能发生；在有空气的空间里，如果空气的阻力作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以看做是自由落体运动。

师：像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。在空气中，比如小钢球、小粉笔头、小纸团等，它们所受空气阻力相对于它们的重力可忽略，所以他们从静止开始下落运动也是自由落体运动。

师：空气中的纸片从静止下落的运动是自由落体运动吗？（演示）

生：不是，因为纸片所受的空气阻力相对于它的重力不可忽略。

小结II:在同一地点，所有物体的自由落体运动是相同的，像刚才牛顿管里的金属片、小羽毛的运动是相同的；空气中小钢球、纸团的自由落体运动也是相同的。

自由落体运动的性质

从上面的实验及分析可知：自由落体运动是v0=0的加速运动，是什么样的加速运动呢?通过实验来研究。

（学生分组实验：重物自由下落，用打点计时器打一纸带。）

师：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？

生：能。

师：请分组完成测量工作，然后据测量结果，告诉我你们的结论。

（投影）

s1=?s2=?s3=?s4=?

s/j?s3~s2=?s4~s3=?

误差允许的范围内s-s=s-s=s-s=△s=?2 1 3 2 4 3

生：自由落体运动是匀加速直线运动。

师：能不能求出其加速度呢？

生：能，由△