第五节自由落体运动
广水二中何光金
教学目标：
（一）知识与技能
1、理解自由落体运动和物体作自由落体运动的条件
2、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向
3、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题
（二）过程与方法
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，归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律
（三）情感、态度与价值观
1、通过实验培养学生独立思考能力，激发学生的探索与创新意识
2、培养学生的逻辑推理能力
3、培养学生实事求是的科学态度，从实际问题中分析规律
4、培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解
教学重点
1、理解自由落体运动及其遵从的条件
2、掌握自由落体运动的规律并运用其解决实际问题
教学难点
1、物体下落快慢与物体所受重力无关
2、自由落体规律的应用
教学方法
提出问题—实验探讨—导入目标―提出猜想―实验演示—分析讨论―实验探究―总结归纳—得出结论。

教学用具：
多媒体，塑料片，纸片，电磁打点计时器，直尺，实验台
教学过程：
一、新课导入
[情景设疑] 同学们都见过物体下落的运动吧，比如雪花、雨点、树叶的下落，这些都是生活中常见的落体运动，大家仔细观察过落体运动没有？不同物体下落的快慢是不是相同的呢？
师：下面我们来看一个小实验，这是一个塑料光盘和一张大小相同的纸片，现在我让它们同时由静止下落，大家仔细观察看谁下落的快！【实验演示】
生：光盘下落的快！
师：光盘的质量大，所受重力大，所以比纸片下落快，那是不是重的物体一定比轻的物体下落的快呢？现在我把纸片揉成纸团，再跟塑料片一起下落，仔细观察谁下落的快！
生：纸团下落的快！
师：在这两个小实验里，同一个物体下落的快慢却是不同的，我们可以得到什么结论呢？
生：物体下落的快慢不是由重力决定的。

师：那是由于什么因素的影响物体下落的才有快有慢呢？请同学们大胆猜想。

生：可能是由于空气阻力的影响。

师：在这两个实验里，纸片揉成纸团下落速度变快了，重量没有改变，只是纸团所受的空气阻力变小了，所以下落变快了。

可见，正是由于空气阻力的影响物体下落的才有快有慢！那么在没有空气阻力的条件下，物体的下落情况又是什么样的呢？【实验演示】请同学们仔细观察牛顿管实验！
师：同学们观察到什么现象？
生：羽毛和铁片下落的快慢几乎是相同的！
师：这个实验证实了我们的猜想，从这个实验，我们可以推测：在完全没有空气阻力的情况下，不同物体下落的快慢应该是相同的！
师： 1971年美国阿波罗15号宇航员大卫-斯哥特在月球表面将锤子和羽毛同时从同一高度释放，结果它们同时落在月球表面。

二、新课教学
（一）自由落体运动
师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？
生：没有空气阻力，则物体只受重力。

师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。

自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。

师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如树叶，羽毛的下落。

生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气阻力的情况是不存在的。

师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。

但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。

什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。

近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的自由下落都可以近似看成自由落体运动。

说一说：为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？
介绍物理学研究落体运动的历程——亚里士多德与伽利略
（二）自由落体加速度
师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？
生：利用打点计时器。

先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。

接着用打点计时器来研究物体的运动规律。

师：根据观察，不难发现：自由落体运动是初速度为0的加速直线运动。

我们不由的猜想：自由落体运动是不是初速度为0的匀加速直线运动呢？下面我们利用前面学习过的研究匀变速直线运动的方法来研究自由落体运动的规律。

设计实验、操作并处理实验结果。

总结分析运动规律
师：实验结论是什么？
生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

师：根据实验得到的纸带，用匀变速直线运动的运动规律2
aT s =∆来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。

结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？
师：根据计算结果，该物体做自由落体运动的加速度约为9.8m/s2。

我们已经知道不同重量的物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的，所以换用其他的重物重复试验，计算的加速度也近似是这么多。

事实上，大量精确的实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。

这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g 表示。

师：重力加速度的方向如何？
生：竖直向下！
师：自由落体运动的物体都是竖直向下加速的，所以重力加速度的方向应是竖直向下。

精确的实验发现：在地球上不同的地方，g 的大小是不同的。

同学们请看教材44页的表，你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？
师：重力加速度随纬度的增大而增大，在赤道处最小，在两极最大！
（三）自由落体运动规律
师：现在我们已经知道自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，加速度就是重力加速度g ，那么同学们能不能根据前面学习过的匀变速直线运动的规律公式推导出自由落体运动的规律呢？
引导学生推导出自由落体运动规律：
022012
2t t v gt
v h gt a g v gh
=⎧⎪=⎫⎪⇒=⎬⎨=⎭⎪⎪=⎩ 三 课堂小结
（一）.自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
（二）.自由落体运动的规律
1.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2. 自由落体运动的加速度 a=g
（三）.自由落体运动运动规律—公式 2012x v t at =+（1）x-t 公式 （2）v-t 公式 at v v t +=02202t ax v v =-（3）x-v 公式 212x gt =gt v t =22t
gx v =a g =−−→00v =−−−→
四 课堂巩固练习
做一做：教材45页做一做栏目测定反应的快慢。

让学生自己动手测量自己的反应时间。

提问：测量的依据是什么？如何计算？
师：对学生的结果作出评价，并展示计算过程与结果。

【例题1】 1、甲物体的重力是乙物体重力的5倍，甲从50m 高处自由落下，乙同时从100m 高处自由落下，下列说法中正确的是：( )
A 、两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的大。

B 、下落1s 时，它们的速度相等。

C 、各自下落1m 时，它们的速度相等。

D 、下落过程中，甲的加速度比乙的大。

【例题2】 1991年5月15日《北京晚报》，报道了一位青年奋勇接住从 15 层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹。

设每层楼的高度是 2.8 m ，这位青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是 1.3 s ，请你估算一下他要接住孩子，至少允许他有多长的反应时间?（g 取 10 m/s2 )
五 [板书设计]
5、自由落体运动
一、 自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
特点：（1）只受重力作用
（2）初速度为0
（3）加速直线运动
二、 自由落体加速度（重力加速度）
符号：g
大小：同一地点，g 相同。

随纬度增加而增大。

一般取9.8m/s2或10m/s2 方向：竖直向下
三、 自由落体运动规律
212x gt =gt
v t =22t gx v =。