自由落体运动教案
一、教学目标
知识与技能：
1、知道物体做自由落体运动的条件
2、通过实验探究去理解自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动。
3、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
4、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
5．初步了解探索自然规律的科学方法．培养学生的观察、概括能力。
过程与方法
由学生自主进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器——打点计时器，记录下运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法。
1．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。
2．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
3．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的实质。
4. 教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会．根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。
情感态度与价值观
1．调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。
2．渗透物理科学研究方法的教育。
3．培养学生的团结合作精神和协作意识。
二、教学重点、难点
教学重点
1．通过实验探究自由落体运动的过程．
2．理解自由落体运动的性质及自由落体的加速度。
教学难点
1、自由落体运动中不同物体下落的加速度相同。
2、灵活、简便运用自由落体运动规律
三、教学方法
实验探究法、分析法、实验归纳法、讲授法、讨论法。
四、教具准备
计算机、投影仪、多媒体课件、打点计时器、刻度尺、纸带，重物(两个质量不同)等。
五、教学过程
●引入新课
1、观看视频：世界最高的蹦极——速降233米
师：物体下落是最常见的运动之一。
提问：生活中还有哪些物体下落的现象呢？
2、图片展示：雨滴下落，落叶飘零，篮球落地等！
提问：这些运动有什么特点？
提问：是否可以说“飘零的篮球”呢？
提问：为什么物体下落快慢不同？物体下落快慢与什么有关？
3、猜想
1.物体下落快慢与物体重量有关
2.物体下落快慢与空气阻力有关
提问：如何用实验来验证你的猜想？
●探究影响物体下落快慢的因素
1、实验
问题1：重的物体一定下落得快吗？
实验1：在同一高度同时释放一枚硬币和一张纸片。
实验2：一大一小两张纸片，把小的纸片揉成纸团，在同一高度同时释放纸片和纸团。
结论：物体下落快慢不取决于物体的重量。
问题2：空气阻力对物体下落快慢是否有影响？
实验3：两张大小相同的纸片，把其中一张纸片揉成纸团，在同一高度同时释放纸片和纸团
结论：空气阻力对物体下落快慢有影响
实验4：将实验1中的纸片揉成纸团，在同一高度同时释放硬币和纸团
结论：空气阻力越小，物体下落的快慢越接近
猜想：如果无空气阻力，物体下落快慢是否一样？
2、演示实验：牛顿管实验
3、知识拓展： 1971年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛
和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。
结论：没有空气的条件下,轻重物体下落的一样快.
●自由落体运动——定义
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动
1、自由落体运动的两个条件：a、物体只受重力作用b、物体由静止开始下落
2、如果空气阻力的影响很小，物体的下落也可以近似看做自由落体运动。
如：钢球的下落，石头的下落等（理想模型）
练习：判断下列物体的运动是否是自由落体运动：
A．粉笔头在有空气的空间里由静止开始的运动是自由落体运动吗？
B．用手用力向下用力抛出的粉笔头是自由落体运动吗？
过渡：在前几节我们学过的运动有匀加速直线运动，匀速直线运动、匀减速直线运动等，则自由落体运动也和前面的运动一样是一个新的运动类型吗？自由落体运动的运动学本质是什么呢？
自由落体运动——运动性质
1、提出问题:
提问：自由落体运动是什么性质的运动呢?
观察粉笔头的自由落体运动，讨论运动的初速度及运动速度的变化情况及是直线运动还是曲线运动.
初速度为0 速度越来越大直线运动
2、猜想与假设：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动
问题1：自由落体运动是什么样的运动？
初速度为零，速度越来越大（加速），直线运动
问题2：是否为匀加速直线运动？
3、设计实验
问题1：如何用实验来研究物体运动的规律？
利用打点计时器
问题2：如何判断物体运动是否为匀加速直线运动？
方案一：图像法
计算出各计数点的瞬时速度，画出v-t图。
如果图像为一条倾斜的直线，则为匀加速直线运动。
方案二：公式法
根据公式∆x =aT ^2，
若∆x 为定值，则a 恒定
问题3：如何求匀变速直线运动的加速度？ 方案一：图像法
直线的斜率a =∆x /∆t 方案二：逐差法
根据公式∆x =aT ^2，
问题3：
4、利用方案一进行实验
5、数据处理: 各小组计算结果公布.
6、对结果进行讨论
问题1：你所知的重力加速度g 为多大？约为9.8m/s^2
问题2：测量值与真实值相比，哪个大？
问题3：造成误差的原因可能有？
长度测量（偶然误差）、摩擦阻力、空气阻力（系统误差）
问题4：请学生观察各组所用重物是否相同？不同物体下落的加速度一样吗?
同学们所用的重物是相同的。
通过前面的牛顿管实验，我们已经知道，无空气阻力情况下，物体自由下落的快慢是一样的。
结合起来看：在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，物体的重力加速度约为9.8m/s^2，用g 表示。
结论：自由落体运动是初速度为零，加速度约为g(9.8m/s^2)的匀加速直线运动。
7、 补充：不同地点重力加速度略有不同
（1） 重力加速度随纬度的变化
提问：观察表格数据，说明重力加速度g和纬度之间的关系？
随着纬度的增加，重力加速度g逐渐增大
（2）重力加速度随海拔高度的变化
随海拔高度增高，重力加速度减小
●自由落体运动的规律
例：我们的教学楼高为4层，假设现在某同学在楼顶做自由落体运动的实验，从上面由静止放下一个小球，不计空气阻力，请估算小球在第1s内下落的位移是多少？第1s末的速度是多少？怎样计算的？
解：把公式v t=v0+at和v t2-v02=2ax中v0换成0，加速度a换成g就可以计算了。
匀变速直线运动规律自由落体运动的规律v t=v0+at v0=0 a=g 速度公式：v t=gt
x=v0t+at2/2 x→h 位移公式：h= gt2/2
v t2-v02=2ax v t2=2ah
●课堂小结
条件：v0=0,只受重力
性质：初速度为零的匀加速直线运动
a=g，重力加速度
规律：v t=gt，h=gt2/2，v t2=2gh
物体从空自由下；轻重没有快慢差；你我一个加速度；共同享受9.8 。
●课后思考：还有哪些方法可以测重力加速度？
方法一：秒表方法
请一位同学手持铁球，站在室外运动看台上（高约5米），释放小球，另一位同学手持秒表，纪录小球从开始下落到落地的时间。
对实验方案进行可行性分析，误差大概有多大，造成误差可能的原因有哪些。
方法二：水滴法
调节水龙头的开关，使水一滴一滴间歇式下落；铁盘放在铁架台上，调节并固定在合适高度上，使得第一滴水碰到铁盘底部的瞬间（有响声），第二滴水正好从水龙头口开始下落。
用刻度尺测出水滴下落的距离h。
用秒表测量50滴水下落所用的总时间T.
相比方法一，误差是否小些？采用类似方法减小实验误差的实验有哪些？
方法三：光电门
方法四：频闪照片。