2.4 自由落体运动— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案.doc

2.4自由落体运动

〖教材分析〗

自由落体运动是匀变速直线运动的一个具体的实例，又是一个特殊的实例。自由落体运动是一种理想的物理模型，在实际生活由于空气阻力的存在，使得一些重的物体下落得非常快。所以我们要让学生知道，在空气阻力较小的情况下也是可以看做自由落体运动的，这样我们这节课的实验就很重要。通过概括自由落体运动的特点和前面学习的运动公式推导出自由落体运动的运动学公式，培养学生的独立思考和推导能力，进而认识到运动的本质。课后有伽利略的研究思路和研究方法以及他人生轨迹，这都将会是学生们重要的精神粮食。

〖教学目标与核心素养〗

物理观念：认识自由落体运动的特点和规律；会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

科学思维：通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综合的能力。

科学探究：通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点；通过实验探究自由落体运动加速度的大小。

科学态度与责任：培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

〖教学重点与难点〗

重点：1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。

2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。

难点：1、理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

2、自由落体运动逐差法求加速度。

〖教学方法〗

演示法、探究法、讲解法、多媒体教学等。

〖教学准备〗

牛顿管、金属片、石头、纸片、打点计时器、纸带、重物、刻度尺、多媒体课件。

〖教学过程〗

一、新课引入

站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？

(课件展示比萨斜塔动图）比较难以看得出来。

在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？

很明显是揉成团的比较快。

结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？

影响落体运动快慢的因素可能是空气阻力的作用。

物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大概要算古希腊学者亚里士多德了

由实验可以看到石头下落得非常快，重的物体下落快的现象，在生活中还有很多例子，所以亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。

我们知道它没有考虑到空气阻力的作用，所以得出这样的结论。

教学设计说明：从生活的例子引入本节课的学习内容，借助名人故事，创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题。

二、新课教学

（一）自由落体运动

伽利略认为，根据亚里士多德“重的物体下落得快”的论断，会推出相互矛

盾的结论。

例如，假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8；

但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石头要重，因此整个物体下落的速度应该比8还要大。

这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。

问题1：轻重不同的物体下落的情况到底怎样？

下面我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。

实验：轻重不同的物体下落快慢的研究

甲，一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管)，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。

乙，把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。通过多媒体课件动图展示：两种情况下的动图。

结论：轻的物体和重的物体下落得同样快。

在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。

通过多媒体课件动图展示：生活中有阻力的自由下落的现象。

教学设计说明：雨点下落，通过对生活中常见现象的思考、讨论、交流，深入一点体会物理模型与现实生活之间的差距，从而体验物理与生活的密切联系。

归纳总结：

1、定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。

2、特点：①从静止开始下落，即初速度v0为零。

②只受重力。

在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。这就使得自由落体运动在现实生活中具有实际意义，因

为没有阻力的情况是一种理想状态，我们现实中无法实现。所以说自由落体运动是一种理想的物理模型。

问题2：自由下落的物体加速度在下落过程中是否变化呢？

下面我们通过一个实验来研究自由落体的运动规律。

实验：研究自由落体运动的规律，通过多媒体课件动图展示：自由落体运动的的实验装置。

如图，固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。

仿照前面对小车运动的研究，测量