资源简介

教案 B
教学目标
一、知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
2.理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
3.认识直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。
二、过程与方法
1．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
2．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。
三、情感、态度与价值观
1．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
2．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
3．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点
1．理解质点概念以及初步建立质点要点所采用的抽象思维方法。
2．在研究具体问题时，如何选取参考系。
教学难点
1．在什么情况下可以把物体看作质点。
2．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
教学过程
一、导入新课
我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式。那么怎么描述运动呢？
不同的人可能有不同的答案，这一章我们就来学习物理学中对运动的描述。
二、进行新课
（一）物体和质点
问题：选择一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？
引导学生分析：
1．描述起来有什么困难？
2．我们能不能把它看做一个点来处理？
3．在什么条件下可以把物体看作质点来处理？
老师小结：
1．只有质量，没有形状和大小的点叫作质点。
2．质点是一种科学抽象，一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。
3．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
4．一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。
学生讨论：1．是不是只有很小的物体才能看作质点？
2．地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？
3．物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
（二）参考系
坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？
学生活动：
让学生观察教材P10图1.1-3和1.1-4，回答以下问题：
1．得出什么结论？
2．就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）
目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。
小结：
1．参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。
2．运动和静止都是相对的。
3．参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。
( http: / / www.21cnjy.com )（三）坐标系
创设实例：从家到学校的公交车或刘翔的110m栏。
提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。
教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。
学生讨论。
教师总结：
1．为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。
2．对于质点的直线运动，一般选 ( http: / / www.21cnjy.com )取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。
3．位置的表示方法，例：x=5m。
学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？
教师小结：可以建立一个直角坐标系，此时可以用（x，y）表示物体的位置。
（四）巩固练习
1．下列关于质点的说法中，正确的是（ ）。
A．地球很大，一定不能看作质点
B．原子核很小，一定能看作质点
C．同一物体在不同的情况中，有时可看作质点，有时则不可看作质点
D．质点是一种理想化模型，无实际意义
答案：C
2．下列说法中正确的是（ ）。
A．研究物体的运动，首先必须选定参考系
B．参考系必须选择地面
C．研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的
D．选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
答案：ACD
3．诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为（ ）。
A．船和山 B．山和船
C．地面和山 D．河岸和流水
答案：A
三、课堂小结
这节课我们学习了有关运动的几个 ( http: / / www.21cnjy.com )基本概念，质点是一个理想模型，现实中并不存在．要分清什么时候能把物体看成质点，在描述运动时首先选取参考系，参考系是可以任选的，只要有利于我们描述运动。为了定量描述物体位置的变化，引入了坐标系。
这一节是基础，大家要充分理解书中的概念，为我们以后的学习打下坚实的基础。
四、布置作业
认真阅读课文，完成教材P11、12问题与练习1、2、3题。1.1 质点 参考系和坐标系
教案 A
备课资源
1．天球坐标系
为确定天球 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )上某一点的位置，在天球上建立球面坐标系。有两个基本要素：①基本平面。由天球上某一选定的大圆所确定。大圆称为基圈，基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。②主点，又称原点。由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。
天球上一点在此天球坐标系中的位置由两个球 ( http: / / www.21cnjy.com )面坐标标定：①第一坐标或称经向坐标。作过该点和坐标系极点的大圆，称副圈，从主点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。②第二坐标或称纬向坐标。从基圈上起沿副圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一的确定。这样的球面坐标系是正交坐标系。对于不同的基圈和主点，以及经向坐标所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐标系，常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。
2．地心地固空间直角坐标系
原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平均子午面与赤道的交点，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。
3．地心地固大地坐标系
地球椭球的中心与地球质心重合，椭球面与大地 ( http: / / www.21cnjy.com )水准面在全球范围内最佳符合，椭球短轴与地球自转轴重合（过地球质心并指向北极），大地纬度，大地经度，大地高。如图1-1-1所示。
地球北极是地心地固坐标系的基准指向点，地球北极的变动将引起坐标轴方向的变化。
教学目标
一、 知识与技能
1．了解建立质点模型的物理意义并能根据具体情况将物体简化为质点，知道质点是一种物理问题的科学抽象，并知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
2．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
3．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。
二、过程与方法
1．体会物理模型在探索自然规律中的重要作用，初步了解进行合理科学抽象、建立理想化模型的方法。
2. 通过参考系的学习，知道从不同角度研究运动问题可能带来的不同结果。
3. 用坐标系描述物体位置，并体会用坐标系描述物体位置的优越性。
三、情感、态度与价值观
1．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生了解自然、探索自然的精神。
2．培养学生在认识问题时抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
3．培养学生在认识问题时具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点
1．理解质点的概念及物体看作质点的条件。
2．从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。
教学难点
理解质点的概念。
教学方法
展示、讲解、讨论。
教学准备
多媒体等。
教学过程
一、导入新课
教师活动：从生活实例引入（多媒体视频展示），并进行解说。
如：①雄鹰在高空飞翔→雄鹰相对天空的位置改变
②汽车在马路上前进→汽车对马路位置改变
③小船奔向远方→小船对河岸位置改变
……
板书：一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。
过渡导入：怎样描述机械运动，即怎样描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？
二、进行新课
（一）物体和质点
教师导出问题：研究物体的运动，第一步是要确 ( http: / / www.21cnjy.com )定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。
教师活动：一边进行多媒体视频展示，一边提出问题：
1.在天空中扑打着翅膀翱翔的雄鹰，它的翅膀在向前运动时还在上下运动，怎样准确描述雄鹰的运动呢？
2.足球在向前运动时还在滚动，怎样描述足球的运动呢？
引导学生思考：造成这种困难的原因是什么？
师生共同分析：是因为任何物体都有一定的大小形状。
引导学生思考：我们在处理这 ( http: / / www.21cnjy.com )些问题时，如果不考虑物体各部分的差异，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体，就可以很容易地描述物体的运动了。
教师讲解：为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运
动，我们引入了质点的概念。
板书：（1）质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫作质点。即忽略形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。
板书：（2）质点是人们为了使实际问题简 ( http: / / www.21cnjy.com )化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法——科学抽象。
物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，忽略不考虑的只能是与当前考察问题无关的因素，或对当前考察问题影响很小的次要因素。
板书：（3）关于质点简化的条件性。
师生共同分析：一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。
板书：①平动的物体一般可以看作质点。
做平动的物体，由于物体上各点的运动 ( http: / / www.21cnjy.com )情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。
例如：平直公路上行驶的汽车，车身上 ( http: / / www.21cnjy.com )各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。
教师提问：一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点吗？为什么？
学生回答：可以，因为北京到上海的路程比火车的长度大多了，研究火车运行的时间时，火车的车长对所研究的问题——时间几乎没有影响。
教师提问：火车过桥时，计算火车过桥的时间，可以将火车看成质点吗？为什么？
学生回答：不可以，因为桥的长度与火车的长度差不多，研究火车运行的时间时，火车的车长对所研究的问题——时间影响很大。
教师总结：很好，同一物体在不同情况下有时可看 ( http: / / www.21cnjy.com )作质点，有时不可以看作质点，关键是物体的大小、体积对所研究问题是否可以忽略不计，或者不起主要作用。
板书：②有转动但转动为次要因素。
例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看作质点。
板书：③物体的形状、大小可忽略。
再如：乒乓球旋转对球的运动有较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。
（二）参考系
教师导出问题：请同学们设想一下，小明和一位同伴正坐在一列火车上向西行驶，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为小明是怎样的？
地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况，而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的？
地球在绕太阳转动，而我们却没感觉到这又是为什么？
引入参考系并板书：参考系
教师提问：小明和一位同伴正坐在这列火车上，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为小明是怎样的？
学生讨论后回答：铁路边的人看到火车中的乘客是向西运动的，同伴认为小明是静止的。
教师提问：地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况，而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的？
学生回答：地面上的人观察跳伞运动员运动是斜向下的曲线，飞机驾驶员看跳伞运动员是一条向下的直线。
教师总结：要研究一个物体的运动，必须选定一个参考标准，选取不同的参考标准得到的结论是不同的。
板书：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系。
一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动。
教师活动：（请同学们思考教材P10图1.1-4，并思考观察结果为什么不同。）
教师引导学生得出：1.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。
2.比较两个物体的运动时必须选择同一参考系，比较才有意义。
3.在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。
（三）坐标系
教师导出问题：如果一个可以看作质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢？
教师讲解：为了定量地描述物 ( http: / / www.21cnjy.com )体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系，如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系。
其三要素是：原点、正方向和单位长度。
例1.如图1-1-2所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点定在桌面上，设竖直向下为坐标轴的正方向，A、B离地面的高度分别是1.3m、0.4m，问A、B的坐标应该是多少？
答案：A（-0.5m） B（0.4m）
例2．如图1-1-3所示，一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向，思考汽车的位置随时间怎样变化？
教师点拨：（物体在平面内运动，应采取平面直角坐标系描述物体的运动）
1．如何选择坐标轴和正方向？
2．如何选择坐标原点？
3．如何确定坐标轴上的刻度值？
( http: / / www.21cnjy.com )
图1-1-3
学生思考并回答：……
教师总结：对质点的直线运动，一般选质点 ( http: / / www.21cnjy.com )的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点，画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度。
教师活动：安排学生阅读教材“科学漫步”栏目思考书中提出的问题，并巡回指导解释。
教师总结：位置就是质点在某时刻所在的空 ( http: / / www.21cnjy.com )间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。
板书：对坐标系要注意以下几点：
1．坐标系相对参考系是静止的。
2．坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。
3．用坐标表示质点的位置。
4．用坐标的变化描述质点的位置改变。
三、课堂小结
1．知识回扣：质点、参考系、坐标系.
2．研究方法
抓住实际物理现象的主要因素，忽略次 ( http: / / www.21cnjy.com )要因素，排除非本质因素的干扰，突出反映事物的本质特征，从而使物理现象或过程得到简化，建立物理模型，这就是我们必须掌握的科学研究方法——科学抽象。
四、布置作业
教材P12问题与练习 2、3题。
五、板书设计
质点、参考系与坐标系
机械运动：一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。
一、质点
1．定义：用来代替物体的有质量的点叫作质点，即忽略形状、大小、体积而具有质量的一个点。质点具有物体的全部质量。
2．质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。
3．关于质点简化的条件性
①平动的物体一般可以看作质点。
②有转动但转动为次要因素。
③物体的形状、大小对所研究的问题可忽略。
二、参考系
1.定义：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系。
2.注意问题
①选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。
②比较两个物体的运动时必须选择同一参考系，比较才有意义。
③在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。
3.对坐标系要注意以下几点
①坐标系相对参考系是静止的。
②坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。
③用坐标表示质点的位置。
④用坐标的变化描述质点的位置改变。
六、课堂作业
1.两辆汽车在平直公路上行驶，甲车上一人看到乙车没有运动，而乙车上一人看到路旁电线杆向东移动，若以大地为参考系，上述观察说明（ ）。
A．甲车静止，乙车向东运动
B．乙车静止，甲车向西运动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．两车以同样速度向西运动
2.以下关于质点的说法中，正确的是（ ）。
A．质量很小的物体就可以看作质点
B．质量很大或体积很大的物体一定不能看作质点
C．体积很小的物体就可以看作质点
D．同一物体有时可看作质点，有时不能看作质点
3.下列叙述中，正确的是（ ）。
A．参考系必须是地面，否则会引起混淆
B．研究某个物体的运动，选取不同的参考系描述的情况可能不同
C．研究物体的运动，离不开参考系
D．物体的运动是客观的，研究时不一定借助参考系
4.研究下列情况中的运动物体，哪些可看作质点（ ）。
A．绕地球飞行的航天飞机，研究飞机以地球为中心的飞行周期
B．研究车轮上的一点如何运动时的车轮
C．绕太阳公转的地球
D．绕地轴自转的地球
5.关于参考系的描述中正确的是（ ）。
A．参考系必须是固定不动的物体
B．参考系必须是正在做匀速直线运动的物体
C．参考系必须是相对于地面静止的物体
D．参考系必须是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体
6.甲、乙两车在同一条平直公路上向东行驶，甲车的速度大于乙车的速度，这时（ ）。
A．以甲车为参考系，乙车在向东行驶
B．以地面为参考系，乙车在向西行驶
C．以乙车为参考系，甲车在向东行驶
D．以乙车为参考系，甲车在向西行驶
参考答案：1.D 2.D 3.BC 4.AC 5.D 6.C
教育格言
从什么地方和什么时候开始自我教育呢？有一句古老的格言说：“战胜自己是最不容易的胜利”。
2.5 自由落体运动
教案 A
备课资源
研究自由落体运动的频闪照片
教材P45图2.5-4是自由落体（小球） ( http: / / www.21cnjy.com )的频闪照相的照片，闪光频率为25 Hz。照片表明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。关于这幅照片，应要求学生理解以下几点：
1.这不是许多小球，而是表明一个自由下落的小球在经过相等的时间间隔（ QUOTE ）时的位置。
2.读数时应使用闪光照片中的标尺而不是在照片上用毫米刻度尺来测量。
3.从相等的时间间隔来看，小球下落的位移越来越大，表明小球的速度越来越大，即小球是做加速运动。
4.照片上小球最初几个位置较密集时， ( http: / / www.21cnjy.com )可选择某一个间距较大的位置的作为位置1开始读数。小球的位置都取小球球心，读出相邻两位置间的距离s1、s2、s3…，再算出相邻的相等时间内的距离之差：Δs1=s2-s1，Δs2=s3-s2，Δs3=s4-s3….学生通过定量计算：发现Δs基本相等。因此可证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
5.根据 QUOTE 得 QUOTE ，就可以计算出自由落体运动的加速度（即重力加速度g）的数值。
教学目标
一、知识与技能
1．认识自由落体运动，知道空气阻力是影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下、初速度为零的匀加速直线运动。
2．能用打点记时器或其他实验仪器得到自由落体运动的运动轨迹，并自主进行分析寻找运动规律。
3．知道什么是自由落体的加速度定义、方向；知道在地球上不同地方，重力加速度的大小区别。
4．知道如何从匀变直线运动的规律推出自由落体运动的规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
二、过程与方法
1．培养学生会根据现象进行合理假设与猜想的科学探究方法。
2．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。
三、情感、态度与价值观
1．通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。
2．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体。
3．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、难点
教学重点
重点是使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。自由落体的特征是初速度为零，只受重力作用（物体的加速度为自由落体加速度g）。
教学难点
通过演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。
教学准备
多媒体、牛顿管、硬币、小纸片、打点记时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物等。
教学过程
一、复习提问
教师活动：提问学生匀变速直线运动的公式，并做出评价、进行展示。
??学生回答：……
展示匀变速直线运动的公式：
1.匀变速直线运动的规律： QUOTE
2.重要推论，，。 QUOTE
??3.初速度为零的匀加速直线运动在1T、2T、3T……位移之比
??x1：x2：x3……=1∶4∶9∶……
在第1T内、第2T内、第3T内……
位移之比 xⅠ：xⅡ：xⅢ……＝1∶3∶5∶……
二、导入新课
教师活动：演示：把小石头和树叶举到相同高度，同时由静止开始释放，让学生观察石头和树叶的落体运动。
观察结果：石头先落地。
教师提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？
学生回答：是？不是。
教师指导：我们可以通过实验研究这个问题，下面我们观察两张相同的纸掉落在桌面的情况：
1．两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。
2．把其中一张纸的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。
学生活动：学生自己动手体会。
教师提问：我们通过观察这个现象说明了什么？
学生回答：物体下落的快慢和它的轻重没有关系。
教师提问：那么是什么原因造成轻重不同物体下落的快慢程度不同呢？
学生回答：受空气阻力的作用。
教师点评：很好，正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。
教师设问：同学们想想看，如果没有空气阻力的影响，也就是在一个没有空气的空间里，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？
教师活动：（演示牛顿管）并引导学生观察 ( http: / / www.21cnjy.com )，向学生说明玻璃管中的空气已经用抽气机抽掉了，里边有一个金属片、羽毛、纸片、小木块等物体，让学生目睹牛顿管里的羽毛、金属片等物体下落的快慢情况。
学生活动：观察实验，并回答观察到的现象。
教师点评：很好，我们可以看到，在没有空气阻力的情况下，金属片和羽毛下落的快慢是相同的。
在研究物体下落的运动时，我们要抓住问题的主要矛盾，忽略次要因素，透过现象看本质。因此，我们可先忽略掉空气阻力，研究物体不受空气阻力的运动。
引入新课并板书课题：第五节 自由落体运动
三、进行新课
（一）自由落体运动
教师讲解：
1.自由落体运动定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
“自由”是指：物体只受重力、并且初速度为零。
小结前面的实验：如果没有了空气阻力，不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。
这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过，在存在空气的空间里，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。
我们知道了什么是自由落体运动，下面我们继续深入的分析这种运动。
2.自由落体运动的运动规律探究：
教师活动：一边解说、一边进行演示实验，并提醒学生观察。
将电火花计时器呈竖直方向固定在 ( http: / / www.21cnjy.com )铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，使重物在靠近计时器的下方，先把纸带上方固定，保持重物静止不动；然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列小点。然后关闭电源，取下纸带。
教师活动：取下纸带，利用实物投影仪展示纸带，并提出问题： 纸带上的这些点记录了重物的运动情况，应如何根据这条纸带分析重物的运动规律？
学生交流讨论、教师引导总结：可以求出不同时刻重物的速度，做出v-t图象，判断重物做什么运动，也可以测出连续相等的时间内，物体通过的位移之差是否为定值（在误差允许的范围内）。从而判断物体是否做匀变速直线运动。
教师提问：从纸带上看物体是做匀速直线运动吗？
学生回答：不是，物体在连续相等的时间内通过的位移逐渐增大，所以是加速直线运动。
教师活动：把纸带从投影仪上取下并安排两位同学测量，标识好测量数据后再把它放在投影仪上展示。指导学生分两组用不同方法分析处理数据。
学生活动：分析处理数据。
教师活动：巡回指导学生处理数据，并询问从数据上看物体是做什么运动？
学生回答：是匀加速直线运动。
教师活动：展示两组学生处理过程及结论。
（1）连续相等的时间T内，物体通过的位移之差为定值，满足，所以它
是匀加速直线运动。
（2）重物的v-t图象 QUOTE 是过原点的一条直线，所以它是初速度为零的匀加速直线运动。
教师评价并总结：很好，通过上述分析我们可以得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
教师活动：提问学生能求出自由落体运动的加速度吗？并安排学生根据纸带上的数据求出自由落体运动的加速度。
学生活动：根据前面得到的公式、图象对自由落体运动的加速度进行计算。
教师活动：展示不同学生的数据，并总结不同学生的结果：加速度大小大约为9.56m/s2。
（二）自由落体加速度
教师提问：我们测量的加速度为9.56m/s2 ，它比真实值偏大还是偏小？原因是什么？
学生回答：偏小，因为存在空气阻力、纸带摩擦力等。
教师讲解：1．使用不同的物体进行的反复 ( http: / / www.21cnjy.com )实验表明在同一地点，不同物体做自由落体运动时的加速度相同，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。
物体自由下落时速度变化的快慢都一样。我们平时看到轻重不同、密度不同的物体下落时的快慢不同、加速度不同，那是因为它们受到的阻力不同的缘故。
2．不同的地理位置，重力加速度的大小不同，其大小随纬度的升高而增加，与离地面的高度也有关。在通常情况下，重力加速度取g=9.8m/s2，粗略计算时g取g=10m/s QUOTE 2。
学生活动：看教材P44表格一些地点重力加速度。
3．重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的。
（三）自由落体运动的规律
教师指导：由于自由落体运动是初速度为零的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动，只要把v0取零，并且用g来代替加速度a就行了。安排学生自主推导自由落体运动的公式。
学生活动：推导自由落体运动的公式：
由 QUOTE 得
， QUOTE 得，。
例题1：长为L的细杆AB，从静止开始竖直落下，求它全部通过距下端h处的P
点所用时间是多少？
解析：由于细杆上各点运动状态完全相同，可以将整个杆转化为一个点，例如只研究A点的运动。
B下落h时，杆开始过P点，A点下落h+L时，杆完全过P点。
从A点开始下落至杆全部通过P点所用时间为：
t1 =。
A点下落h所用时间：t2 =。
所以杆通过P点所用的时间为：
t=t1-t 2 =。
教师点拨：通过草图分清各阶段运动，然后用自由落体运动公式求解。
即时演练：
1．做一做：测定反应时间。（详见教材P45）（估算时g 取10m/s2）
2．某人要测一座高塔的高度，从这座塔顶上静止释放一个小石块，测得石块从释放到落地时间是3.0s，问塔有多高？g取10m/s2。
四、课堂小结
1．自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有着普遍的意义。
2．为了研究自由落体运动，我 ( http: / / www.21cnjy.com )们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到。
3．自由落体运动是一种简单的基本的运动 ( http: / / www.21cnjy.com )形式，抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成，也就是说自由落体是研究其他抛体运动的基础，一定要抓住其产生的条件和运动规律。
五、布置作业
教材P45问题与练习3、4题
六、板书设计
第五节 自由落体运动
一、自由落体运动
1.物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
2.不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。
3.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
二、重力加速度
1.使用不同的物体进行的反复实验表明在 ( http: / / www.21cnjy.com )同一地点，不同物体做自由落体运动时的加速度相同，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。
2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同 ( http: / / www.21cnjy.com )，其大小随纬度的升高而增加，与离地面的高度也有关。在通常情况下，重力加速度取g=9.8m/s2，粗略计算时g取g=10m/s2。
3.重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。
三、自由落体运动的公式
，，。
七、课堂作业
1．在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重两石块从同一高度处同时自由下落，则（ ）。
A．在落地前的任一时刻，两石块具有相同的速度、位移和加速度
B．重的石块下落得快，轻的石块下落得慢
C．两石块在下落过程中的平均速度相等
D．它们在第1 s、第2 s、第3 s内下落的高度之比为1∶3∶5
2．甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落，则在下落过程中（ ）。
A．两球速度差始终不变 B．两球速度差越来越大
C．两球距离始终不变 D．两球距离越来越大
3．物体从某一高度自由落下，到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是（ ）。
A．∶2 B．∶1 C．2∶1 D．4∶1
4．从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释放乙，则以乙为参考系，甲的运动形式是（ ）。
A．自由落体运动 B．匀加速直线运动aC．匀加速直线运动a>g QUOTE D．匀速直线运动
5．A物体的质量是B体质量的5倍，A从h高处、B从2h高处同时自由落下，在落地之前，以下说法正确的是（ ）。
A．下落1 s末，它们的速度相同
B．各自下落1 m时，它们的速度相同
C．A的加速度大于B的加速度
D．下落过程中同一时刻，A的速度大于B的速度
6．从距离地面80 m的高空自由下落一个小球，若取g=10m/s2 QUOTE ，求小球落地前最后1 s内的位移。
参考答案：
1.ACD 2.AD 3.B 4.D 5.AB
6．解析：根据h＝gt2，小球自由下落的总时间为
t＝＝s＝4 s；前3 s内的位移为 QUOTE
最后1 s内的位移为h4＝h－h3＝80 m－45 m＝35 m。
答案：35 m
教育格言
天赋仅给予一些种子，而不是既成的知识和德行。这些种子需要发展，而发展是必须借助于教育和教养才能达到的。
教案 B
教学目标
一、知识与技能
1.理解自由落体运动和物体做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、难点
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，并能运用其解决实际问题。
教学难点
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.照相机曝光时间的估算。
教学方法
1.以物理史实，导入目标——实践体验，分析讨论——总结归纳，得出结论。
2.通过实例分析，强化训练，使学生学会自由落体运动的规律分析并能解决问题。
教学过程
一、导入新课
前面我们学习了匀变速直线运动的规律，这节课我们再来学习匀变速直线运动的一个特例——自由落体运动。
二、进行新课
（一）自由落体运动
教师活动：演示纸片与金属片的下落过程，提出问题：
1.重的物体一定下落得快吗？
2.你能否证明自己的观点？
学生活动：学生观察并思考，提出自己的猜想，并动手设计自己的可行方案。
点评：通过实例加以分析，结合物理史实，激发学生学习兴趣，引导学生积极探索。
教师活动：引导学生思考问题，让学生讨论。金属片与纸片不同时落地，为什么？
学生活动：学生思考得出结论，由于空气阻力的影响，使物体下落的快慢不同。学生展示自己的设计方案，实践自己的猜想。
点评：掌握一定的历史史实，学会一些基本的推理方法，初步养成质疑的习惯，激发学生的学习兴趣。
教师活动：用牛顿管演示物体在空气中和真空的下 ( http: / / www.21cnjy.com )落情况。引导学生得出自由落体运动的条件。教师总结，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。
学生活动：学生回答对自由落体运动的认识，并给出一个定性的说法。（学生的总结可能不够准确，注意引导）
点评：培养学生利用物理语言，归纳总结规律的能力。
（二）自由落体加速度
教师活动：多媒体演示，用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论。
教师点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的。
学生活动：学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论。
教师总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。教师引导学生思考两个问题：
1.自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？
2.它的方向如何？
符号：g
方向：竖直向下。（与重力方向一致）
大小：与地点有关。一般计算中g=9.8m/s2，粗略计算中可以取g=10m/s2。
学生活动：学生看书中列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？学生猜想，但不宜过多解释。
点评：通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一地点）。引导学生学会分析数据，归纳总结规律。
教师点评：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度，a取g就可以了。自由落体运动遵从的规律：
（三）课堂操练
教师活动：多媒体展示教材P45问题与练习第2题：
一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前 ( http: / / www.21cnjy.com )在空中下落了3.0s，如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？实际上是有空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？
学生活动：学习独立作答。学生解答完毕后相互讨论和检查结果。
。
教师点评：如果不考虑空气阻力，可算结果达到45m，实际上由于空气阻力，3s内不会下落这样的距离，提醒学生注意理想化可能带来的误差。
点评：通过练习培养学生运用所学规律解决问题的能力。进一步加深对自由落体运动是一种初速度为零的匀变速运动的理解。
（四）学生探究
教师活动：教师提出问题：
1.如果给你一把尺子能否运用本节所学知识测定一下你的反应时间？
2.你的理论依据是什么？建议学生课下测出自己的反应时间，将自己的尺子改造成“反应时间尺”并将其运用到生活实际中，将其作为一个研究课题。
学生活动：学生思考提出方案，并解释原理，确定自己的研究课题。
点评：初步培养学生合作交流的愿望，能主动与人合作，激发学生对物理的学习兴趣。
教师活动：教师引导学生阅读教材P45做一做，让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”。
学生活动：学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性。
通过课下解题并对该问题获得理性的认识。
点评：利用实例激发学生对科学的求知欲，培养学生的数学极限思想的进一步运用。
教师点评：由于照相机的曝光时间极短，一 ( http: / / www.21cnjy.com )般为1/30s或1/60s，曝光量相差10％对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样。故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看做匀变速运动来处理。建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异。
（五）实例探究
例1 甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处同时自由落下。以下几种说法中正确的是（ ）。
A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大
B．下落l s末，它们的速度相等
C．各自下落l m它们的速度相等
D．下落过程中甲的加速度比乙大
解：物体在下落过程中，因是自由下落，只受重力影响，加速度都为g，与质量无关，D选项错误。又由，知A选项错，B选项正确。又由公式v2=2gh可知C选项正确，故答案应选B、C。
点拨：本题中最易出现的错误是误认为质量大 ( http: / / www.21cnjy.com )的物体加速度大，而质量小的物体加速度小，以致于错选为A、D两个答案。其主要原因是没有弄清楚“自由下落”即为物体做自由落体运动。
例2 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球：
（1）经过多长时间落到地面？
（2）自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后l s内的位移。
（3）下落时间为总时间的一半时的位移。
分析：由h=500m和自由落体加速 ( http: / / www.21cnjy.com )度，根据位移公式可直接算出落地时间，根据运动时间，可算出第1 s内位移和落下一半时间的位移。最后1 s内的位移是下落总位移和前（n - l）s下落位移之差。
解：（1）由，得落地时间
（2）第l s内的位移：
因为从开始运动起前9 s内的位移为
所以最后1 s内的位移为。
（3）落下一半时间即t=5s，其位移为。
三、课堂小结
这节课我们学习了对自由落体运动概念和 ( http: / / www.21cnjy.com )规律的认识及理解。自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g，学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点，是对上节内容的有益补充。要突破此重点内容，一定要把握住一点，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v0=0，a=g。我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用。在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代入计算。
四、布置作业
教材P45问题与练习3、4、5题。
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
教案 A
备课资源
古希腊权威思想家亚里士多德（公元前38 ( http: / / www.21cnjy.com )4—322年）曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。比如说，10磅重的物体落下时要比1磅重的物体落下快10倍。1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。直到16世纪，伽利略（公元1564—1642年）才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略说，假如一块大石头以某种速度下降，那么，按照亚里士多德的论断，一块小些的石头就会以相应慢些的速度下降。要是我们把这两块石头捆在一起，那这块重量等于两块石头重量之和的新石头，将以何种速度下降呢？如果仍按亚里士多德的论断，势必得出截然相反的两个结论。一方面，新石头的下降速度应小于第一块大石头的下降速度，因为加上了一块以较慢速度下降的石头，会使第一块大石头下降的速度减缓；另一方面，新石头的下降速度又应大于第一块大石头的下降速度，因为把两块石头捆在一起，它的重量大于第一块大石头。这两个互相矛盾的结论不能同时成立，可见亚里士多德的论断是不合逻辑的。伽利略进而假定，物体下降速度与它的重量无关。如果两个物体受到的空气阻力相同，或将空气阻力略去不计，那么，两个重量不同的物体将以同样的速度下落，同时到达地面。
为了证明这一观点，1589年 ( http: / / www.21cnjy.com )的一天，比萨大学青年数学讲师，年方25岁的伽利略，同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔。伽利略登上塔顶，将一个重100磅和一个重1磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上。面对这个无情的实验，在场观看的人个个目瞪口呆，不知所措。
这个被科学界誉为“比萨斜塔 ( http: / / www.21cnjy.com )实验”的美谈佳话，用事实证明，轻重不同的物体，从同一高度坠落，加速度一样，它们将同时着地，从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的，现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔实验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的唯一标准提供了一个生动的例证。
教学目标
一、知识与技能
1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法。
2.理解任何猜想和假说都需要有实验验证。
二、过程与方法
1.通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙。
2.了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法。
三、情感、态度与价值观
1.通过了解史实培养学生的意志品格和科学的方法观，避免在学习和科学研究中的盲目和急功近利思想。
2.激发学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。
3.培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。
教学重点、难点：
教学重点
1.伽利略对落体问题的逻辑推理。
2.伽利略的验证性实验的设计。
教学难点
伽利略的理想外推。
教学过程：
一、导入新课
我们已经学习了自由落体运动，知道了物体下落 ( http: / / www.21cnjy.com )的快慢与物体的质量无关。这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。这节课我们沿着科学家的足迹，看看伽利略是怎样研究自由落体运动的。
板书：第六节 伽利略对自由落体运动的研究
二、进行新课
（一）绵延两千年的错误
教师活动：引导学生阅读教材第一段，提出问题：
1.亚里士多德怎样得到自由落体运动结论，他的观点是什么？
学生回答：亚里士多德通过观察，在日常生活中，重的物体下落快，轻的物体下落慢。得出结论：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
教师课件展示：亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定的。
2.亚里士多德为什么会有这种错误的认识呢？
学生活动：思考问题，交流体会。
师生讨论共同得出结论：没有注意探索事物的本质，思考不求甚解。
（二）伽利略对自由落体运动的研究
1. 逻辑的力量
教师活动：引导学生阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？
学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
教师课件投影展示伽利略论证亚里士多德的观点错误的方法：
根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要 ( http: / / www.21cnjy.com )比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大。这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境。为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快。
2. 猜想与假说
教师活动：引导学生阅读教材“猜想与假说”部分 ( http: / / www.21cnjy.com )，提出问题：伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难？面对这些困难，伽利略是怎样做的？他作出了大胆的科学
猜想，猜想的内容是什么？
学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
课件投影：伽利略的猜想：
伽利略认为，自由落体是一种最 ( http: / / www.21cnjy.com )简单的变速运动。他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等。伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动。
教师点评：科学的猜想，或者叫假说，这是对事物认识的基础，是建立概念描述规律的前提。
3. 实验验证
教师活动：（陈述）实验验证是检验 ( http: / / www.21cnjy.com )理论正确与否的唯一标准。任何结论和猜想都必须经过实验验证，否则不成理论。猜想或假说只有通过验证才会成为理论。所谓实验验证就是任何人在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别的。
引导学生阅读教材“实验验证”部分，提出问题：伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难，他又是怎样克服的？
学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
指导学生阅读：（课件投影）伽利略斜面实验的情况：
伽利略在《两种新科学的对话》中说：“用一块 ( http: / / www.21cnjy.com )木料制成长约12库比特、宽半库比特、厚三指的板条，在它的上面划一条比一指略宽的槽，将这个槽做得很直，打磨得很光滑，在槽上裱一层羊皮纸（也要尽可能光滑）。取一个坚硬、光滑并且很圆的铜球，放在槽中滚动，将这个木槽的一端抬高一到二库比特，使槽倾斜。就像我要讲的那样把球放在槽顶沿槽滚下，记录下降的时间。实验要重复几次，以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一，进行这样的操作，肯定了我们的观察是可靠的以后，将球滚下的距离改为槽长的四分之一，测定滚下的时间，我们发现它准确地等于前者的一半。下一步，我们用另一些距离进行试验，把全长用的时间与全长的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分数所用的时间相比较，像这样的实验，我们重复了整整一百次，结果总是经过的距离与时间的平方成比例，并且在各种不同坡度下进行实验，结果也都如此……”
4.合理外推
教师活动：引导学生阅读教材“实验验证”部分，提出问题：为什么说，伽利略把他的结论外推到90°需要很大勇气？
教师课件展示：伽利略的外推：
伽利略根据斜面结果出发，认为：在初速度为零的匀加速直线运动中，经过的距离正比于时间的平方，即 QUOTE ，k为恒量，恒量的数值随着斜面倾角增大而增大，当斜面倾角增大到90°，即斜面与地面垂直时，小球将自由下落，成为自由落体，x∝t2的关系仍然成立，此时 QUOTE 的比值为最大，这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质，自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动。
（三）科学的方法
教师讲解：物理学的研究很注重方法，科学探究方法包括以下几点：
对现象一般观察—提出猜想—运用逻辑推理—实验对推理验证—对猜想进行修证（补充）—推广应用。
伽利略的科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展。
学生活动：阅读教材STS《从伽利略的一生看科学与社会》短文，对自己进行科学人生观教育。
（四）实例探究（备课参考）
竖直上抛运动的实例分析
例题：某人在高层楼房的阳台外侧以20 ( http: / / www.21cnjy.com )m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间为多少？（不计空气阻力，取g =10m/s2）
分析：石块运动到离抛出点15m处时，石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方？如果是在抛出点上方的话，是处于上升阶段还是处于下降阶段？
从题意来看，石块抛出后能够上升的最大高度为m>15m。
这样石块运动到离抛出点15 m处的位置必定有两个，如图2-6-1所示，因而所经历的时间必为三个。
分段法：
石块上升到最高点所用的时间为：
s。
2 s前石块第一次通过“离抛出点1 ( http: / / www.21cnjy.com )5 m处”；2 s时石块到达最高点，速度变为零，随后石块开始做自由落体运动，会第二次经过“离抛出点15 m处”；当石块落到抛出点下方时，会第三
次经过“离抛出点15m处”。这样此题应有三解。
当石块在抛出点上方距抛出点15m处时取向上为正方向，则位移x = +15m，a= -g = -10 m/s2，代入公式得：，
解得t1=1 s；t2=3 s。
t1=1 s对应着石块上升时到达 ( http: / / www.21cnjy.com )“离抛出点15 m处”时所用的时间，而t2=3 s则对应着从最高点往回落时第二次经过“离抛出点15 m处”时所用的时间。
由于石块上升的最大高度H=20m，所以 ( http: / / www.21cnjy.com )，石块落到抛出点下方“离抛出点15m处”时，自由下落的总高度为HOB=20m+15m=35m，下落此段距离所用的时间
s。
石块从抛出到第三次经过“离抛出点15m处”时所用的时间为：t3=2 s+s=（2+）s。
三、课堂小结
通过这节课的学习，我们从伽利略对落 ( http: / / www.21cnjy.com )体的研究上，学习他的观察思考等科学方法，为我们下一步（以后）的探究打下基础，不能盲目，也不能怕困难，要用科学的方法指导我们。
四、布置作业
完成课后做一做。
五、板书设计
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
一、绵延两千年的错误
二、伽利略对落体运动的研究
发现问题
提出假设
逻辑推理
实验验证
合理外推
六、课堂作业
1.自由落体运动
（1）定义：
（2）实质：
2.纸张比石头下落得慢是由于_______的影响。
3.两千多年前的_______认为越重的物体下落得越快。
4.伽利略给出了科学研究过程的基本要 ( http: / / www.21cnjy.com )素，这些要素包含对现象的一般观察、 、_______、______、对假说进行修正和推广等，伽利略科学思想方法的核心是把_______和_______和谐地结合起来。
5.A物体重量是B物体重量的两倍，A从H，B从2H高度同时开始自由下落（不计空气阻力，下落时间大于1s （ ）。
A.落地前同一时刻B比A的速度大
B.1s末A、B速度相等
C.两物体落地时速度相同
D.下落1m所需的时间相同
6.物体做竖直上抛运动后又落回到原出发点的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A.上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上
B.下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下
C.在最高点，加速度大小为零，速度大小为零
D.到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变
参考答案：
1.（1）物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 （2）初速度为0的匀加速直线运动。
2. 空气阻力
3. 亚里士多德
4.提出假设 逻辑推理 实验验证 逻辑推理 实验探究
5.BD
6.BD
教育格言
教育上的水是什么？就是情，就是爱。教育 ( http: / / www.21cnjy.com )没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。
教案 B
教学目标
一、知识与技能
1.通过历史回顾，初步了解近代实验科学产生的背景。
2.认识实验对物理学发展的推动作用。
3.能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。
二、过程与方法
1.了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
2.分组进行科学探究活动，完成实验操作。
3.培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。
三、情感、态度与价值观
1.从科学研究过程中体验 ( http: / / www.21cnjy.com )探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。
2.激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。
3.培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。
教学重点、难点
让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。
教学准备
1．实验器材：小石子若干、形状相同的纸片若干、羽毛、小金属片若干、牛顿管、抽气机。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程
一、导入新课
拿出一本书、一张展开的纸，从同一高度自由释放。
提问：1.它们谁先着地？（请学生列举生活中物体下落快慢比较的例子）2.到底怎样的物体落得快？3.对这个问题历史上不同时期有不同的认识。
二、进行新课
（一）对自由落体的两种观点
让学生阅读教材P46内容。
提问1：伽利略推翻亚里士多德的观点，采用的是什么推理方法？你以前是否用到该法？
请你们设计实验来推翻亚里士多德的观点的。
学生分组讨论得出：反证法是一种常用的推理方法。
方案不一定同，学生的实验方案可能有 ( http: / / www.21cnjy.com )：将纸片团成纸团、小石子同时释放；将纸片团成纸团、纸片同时释放；小石子、纸片呈竖直同时释放等等，并说明实验现象，得出结论：重的物体不一定下落得快。
提问2：什么原因造成不同物体下落有快有慢？
讨论得出：空气阻力。
提问3：在没有空气阻力的情况下，轻重不同物体的下落快慢会怎样呢？
演示牛顿管中的物体下落： ( http: / / www.21cnjy.com )将抽过气的牛顿管内的金属片与轻鸡毛从静止一起下落，观察结果，两者几乎同时落到牛顿管的下端（强调：管内空气已被抽得很稀薄，空气阻力的影响非常小）；将牛顿管内放入空气再做实验，情况截然不同了，金属片比鸡毛落得快。
得出结论：在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢与重力的大小无关。
（二）伽利略的猜想和假说
伽利略在否定了亚里士多德的观点后，并没有就此止步，他要进一步研究自由落体运动的规律。
请同学阅读教材P46—47第三部分。
提出问题：
1.伽利略研究落体运动首先应解决什么问题？
2.用什么量来描述物体“运动性质”？
3.伽利略作了怎样的猜想？
小组讨论后回答：
1.描述运动所需的概念。
2.描述物体运动快慢的物理量有瞬时速度、平均速度；描述速度变化快慢的物理量是加速度。
3.v∝x（最后否定了）及v∝t
（三）伽利略猜想的实验验证
1.伽利略遇到的困难和解决方案
猜想还毕竟是猜想，是否正确，是否具有指导意义，还需要验证。请同学阅读教材P49—50第四部分。
问题：伽利略遇到了什么困难？如何解决的？
学生仔细阅读后讨论得出：
困难之一：无法测量瞬时速度。
解决方案：借助于数学推理得出从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移与时间的平方成正比。
困难之二：没有准确的计时工具，无法测定象自由落体这样较短的时间。
解决方案：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。
2.合理的外推
多媒体展示：伽利略研究物体沿不同角度的斜面运动的情况。
他进行了上百次的定量研究，发现从斜 ( http: / / www.21cnjy.com )面上滚下的小球都做匀加速运动。由此他推想，当斜面倾角增大到90°，小球做自由落体运动时，仍然会做匀加速运动。
3.伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许 ( http: / / www.21cnjy.com )多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法。请同学们总结本节内容，归纳这种科学方法。
同学讨论归纳：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→实验进行检验
→对假设进行修正和推广→……
（四）堂内检测
1.自由落体运动
（1）定义： 。
（2）实质： 。
2.纸张比石头下落得慢是由于 的影响。
3.两千多年前的_______认为越重的物体下落得越快。
4.伽利略给出了科学研究过程的基本 ( http: / / www.21cnjy.com )要素，这些要素包含对现象的一般观察、 、 、 、假说进行修正和推广等，伽利略科学思想方法的核心是把 和 和谐地结合起来。
5.A物体重量是B物体重量的两倍，A从H，B从2H高度同时开始自由下落（不计空气阻力，下落时间大于1s（ ）。
A.落地前同一时刻B比A的速度大
B.1s末A、B速度相等
C.两物体落地时速度相同
D.下落1m所需的时间相同
6.球A和球B先后由同一位置自由下落，B比A迟0.5s下落，取g=10m/s2，当A、B均在下落时，以下判断正确的是（ ）。
A.A相对B做v=5m/s向下的自由落体运动
B.B相对A做v=5m/s向上的匀速直线运动
C.B相对A做v=5m/s向下的匀速直线运动
D.A相对B做v=5m/s向下的匀速直线运动
7.从竖直上升的气球上掉下的石块与同一高度自由下落的铁球相比，相等的量是（ ）。
A.落地的时间 B.落地时的速度
C.加速度 D.落地过程中的位移
8.物体做竖直上抛运动后又落回到原出发点的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A.上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上
B.下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下
C.在最高点，加速度大小为零，速度大小为零
D.到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变
9.如图2-6-2所示是小 ( http: / / www.21cnjy.com )球自由落下的频闪照片图，两次闪光的时间间隔是1/30s，如果测得x5=6.60cm，x6=7.68cm，x7=8.75cm.请你用x7和x5计算重力加速度的值。（保留三位有效数字）
图2-6-2
10.一个做竖直上抛运动的物体 ( http: / / www.21cnjy.com )，当它经过抛出点上方0.4m处时，速度是3m/s，当它经过抛出点下方0.4m时，速度应为多少？（g取10m/s2，不计空气阻力）
参考答案：
1.（1）物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。（2）初速度为0的匀加速直线运动。
2. 空气阻力
3. 亚里士多德
4.（略）
5.BD 6.BD 7.BCD 8.BD
9. 9.68m/s2 10. 5m/s
三、课堂小结
知识就是力量，而能力与方法比知识更有力量。我 ( http: / / www.21cnjy.com )们每个人都应该可以象伽利略那样去思索，重要的是学会认识世界的方法和具备进行科学研究的能力。如若我们能从亚里士多德和伽利略以及其他各位伟大学者的失败与成功中寻求启发和借鉴，我们也将会拥有一颗杰出的闪烁出智慧之光的大脑，去面对已知的与未知的物理世界。
四、布置作业
1.如何证明v∝x的猜想是错误的？
2.写一篇短文，谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题。
第二章测试题
（时间：90分钟，满分：100分）
一、选择题（每小题6分，共60分）
1．匀变速直线运动是（ ）。
①位移随时间均匀变化的直线运动 ② ( http: / / www.21cnjy.com )速度随时间均匀变化的直线运动 ③加速度随时间均匀变化的直线运动 ④加速度的大小和方向恒定不变的直线运动
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
答案：C
2．下列几种情况，不可能发生的是（ ）。
A．位移和加速度反向
B．速度和加速度反向
C．加速度不变，速度在变
D．速度不变，加速度在变
答案：D
解析：要有加速度，物体的运动速度就发生变化，位移和加速度的方向可以相反，速度和加速度也可以反向，例如物体做匀减速直线运动。
3．伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图1所示的斜面实验。下列哪些方法是他在这个实验中采用过的（ ）。
图1
A．用水钟计时
B．用打点计时器打出纸带进行数据分析
C．改变斜面倾角，比较各种倾角得到的x/t2的比值的大小
D．将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动
答案：ACD
4．汽车刹车后做匀减速直线运动，直到停下来，汽车在刹车后的运动过程中，前一半位移和后一半位移中的平均速度为和，前一半时间和后一半时间中的平均速度为和，则下面说法正确的是（ ）。
A.∶＝（＋1）∶1，∶＝1∶3
B.∶＝1∶（－1），∶＝3∶1
C.∶＝∶1，∶＝3∶1
D.∶＝3∶1，∶＝（＋1）∶1
答案：B
解析：将汽车的运动看做反方向初速为零的匀加速直线运动，则汽车通过后一半位移和前一半位移所用的时间之比为1∶（－1），再由＝得前一半位移和后一半位移的平均速度之比∶＝1∶（－1）；汽车在后一半时间和前一半时间所通过的位移之比为1∶3，同理可得前一半时间和后一半时间的平均速度之比∶＝3∶1，选项B正确。
( http: / / www.21cnjy.com )
图2
5．甲和乙两个物体在同一直线上运动，它们的v-t图象分别如图2中的a和b所示，下列说法正确的是（ ）。
A．在t1时刻它们的运动方向相同
B．在t2时刻甲与乙相遇
C．甲的加速度比乙的加速度大
D．在0～t2时间内，甲比乙的位移大
答案：A
解析：在t1时刻，甲和乙 ( http: / / www.21cnjy.com )速度均为正值，两物体均沿正方向运动，A正确。在t2时刻，甲、乙的速度相同，两物体的位移不相同，乙的位移比甲的位移大，B和D均错误。b直线的斜率比a的斜率大，即乙的加速度比甲的加速度大，C错误。
6．关于自由落体运动，下面说法正确的是（ ）。
A．它是竖直向下，v0＝0，a＝g的匀加速直线运动
B．在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶3∶5
C．在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是1∶2∶3
D．从开始运动起依次下落4.9 m、9.8 m、14.7 m，所经历的时间之比为1∶∶
答案：ABC
解析：自由落体运动为初速 ( http: / / www.21cnjy.com )度为零的匀加速直线运动，加速度为g，所以A对；第一个1 s内的位移x1＝gt，第二个1 s内的位移x2＝g（2t0）2－gt＝gt，第三个1 s内的位移x3＝g（3t0）2－g（2t0）2＝gt，则x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，所以B对；第1 s末的速度v1＝gt0，第2 s末的速度v2＝2gt0，第3 s末的速度v3＝3gt0，则v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，所以C对；通过4.9 m的时间t1＝ s，再下落9.8 m的时间t2＝ － s，再下落14.7 m的时间t3＝ － s，则t1∶t2∶t3＝1∶（－1）∶（－），所以D不对。
7．一辆警车在平直的公路上以40 m ( http: / / www.21cnjy.com )/s的速度巡逻，突然接到报警，在前方不远处有歹徒抢劫，该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点的速度也为40 m/s，有三种行进方式：a一直匀速直线运动；b先减速再加速；c先加速再减速，则（ ）。
A．a种方式先到达
B．b种方式先到达
C．c种方式先到达
D．条件不足，无法确定
答案：C
解析：作出v-t图象如右图所示，从出发 ( http: / / www.21cnjy.com )点到出事地点位移一定，根据v-t图象的意义，图线与坐标轴所围的面积相等，则只能tc8．一物体做匀加速直线运动，在第1个t s内位移为x1，第2个t s内位移为x2，则物体在第1个t s末的速度是（ ）。
A. B. C. D.
答案：D
解析：v=，所以第一个t s末的速度v1＝。
9．P、Q、R三点在同一条直线上，一物体 ( http: / / www.21cnjy.com )从P点由静止开始做匀加速直线运动，经过Q点的速度为v，到R点的速度为3v，则PQ∶QR等于（ ）。
A．1∶8 B．1∶6 C．1∶5 D．1∶3
答案：A
解析：设P点到Q点的位移为x1，P点到R点的位移为x2，v2＝2ax1，9v2＝2ax2，所以＝＝。
10．汽车甲沿着平直的公路以速度v0做 ( http: / / www.21cnjy.com )匀速直线运动，当它路过某处的同时，该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速直线运动追赶甲车，根据上述条件，则（ ）。
A．可求出乙车追上甲车时乙车的速度
B．可求出乙车追上甲车时乙车通过的路程
C．可求出乙车从开始启动到追上甲车的时间
D．不能求出上述三者中的任何一个
答案：A
解析：设乙车加速度为a，经时间t乙车追上甲车，则有v0t＝at2。乙车追上甲车时，乙车的速度v乙＝at，解以上两式得v乙＝2v0，A正确，D错误。乙车追上甲车时乙车的位移x乙＝x甲＝v0t＝at2，解得t＝。因a未知，故t和x2都不可能求出，B和C均错误。
二、解答题（每题10分，共40分）
11．在用打点计时器来测定匀变速直线运动的加速度的实验中：
( http: / / www.21cnjy.com )
图3
（1）打点计时器应接在______压______电源上，每相邻两点间的时间间隔_____s。
（2）如图3所示，是某次实验得到的纸带，舍去 ( http: / / www.21cnjy.com )前面比较密集的点，取0点为起始点，每5个连续点取1个计数点，标以1，2，3，……那么相邻两个计数点间的时间间隔为________s，它们间的距离依次为x1＝________，x2＝________，x3＝________。由此可计算出第2个、第3个计数点处的速度分别为v2＝________，v3＝________。整个运动的平均加速度a＝________。（图中标尺分度值是mm）
答案：（1）低 交流 0. ( http: / / www.21cnjy.com )02 （2）0.1 2.50 cm 3.50 cm 4.60 cm 0.30 m/s 0.41 m/s 1.0 m/s2
解析：（2）v2＝＝×10－2 m/s＝0.30 m/s，
v3＝＝×10－2 m/s＝0.41 m/s。
由Δx＝aT2得a1＝＝＝×10－2 m/s2＝1.0 m/s2，a2＝＝＝×10－2 m/s2＝1.1 m/s2，＝＝1.0 m/s2。
12．一小孩从20 m高的阳台摔下 ( http: / / www.21cnjy.com )，与此同时一青年在距离落点12 m处发现并迅速赶过去迎接，设青年以8 m/s2的加速度做匀加速运动，要安全救下小孩，试估算青年的反应时间最多为多少秒？（g取10 m/s2）
答案：0.27 s
13．一列火车进站前先关闭气 ( http: / / www.21cnjy.com )阀，让车减速滑行。滑行了300 m时速度减为关闭气阀时的一半，此后又继续滑行了20 s停在车站。设火车在滑行过程中加速度始终维持不变，试求：
（1）火车滑行的加速度；
（2）火车关闭气阀时的速度；
（3）从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移。
答案：（1）-0.5 m/s2 （2）20 m/s （3）400 m
解析：由，解得v0＝20 m/s，a=-0.5 m/s2；由2ax2=得x2＝100 m，则x总＝x1＋x2＝400 m。
4．跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先 ( http: / / www.21cnjy.com )做自由落体运动，当运动180 m时打开降落伞，伞张开运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5 m/s，问：
（1）运动员离开飞机时距离地面的高度为多少？
（2）离开飞机后，经过多长时间才能到达地面？（g取10 m/s2）
答案 （1）305 m （2）9.85 s
解析 （1）由可得运动员打开伞时的速度为v1＝60 m/s。
运动员打开伞后做匀减速运动，由，可求得运动员打开伞后运动的位移x2＝125 m。
运动员离开飞机时距地面高度x=x1＋x2=305 m。
（2）自由落体运动的时间为t1==6 s，打开伞后运动的时间为
。
离开飞机后运动的时间为t=t1＋t2=9.85 s。
3.1 重力 基本相互作用
教案 A
备课资源
重力的定义
重力是力学中最重要、最基本的概念之一。但是，国内外各种教材及参考书对重力概念的定义不尽一致，目前对重力的定义大致有以下三类。
第一类定义很明确，重力就是指地球对物体的吸 ( http: / / www.21cnjy.com )引力。重力即是力，就是矢量，其方向就是地球对物体引力的方向，即竖直指向地球中心。按这类定义，重力就成了引力的同义词，但重力并不代表万有引力。其实，这类定义只有在不考虑地球自转所引起的效果时才有意义。
第二类定义：“地球对其附近物体吸引的力是重力 ( http: / / www.21cnjy.com )”。“地球对地球表面附近物体的引力称重力”。第二类定义的共同特点是有“表面”、“附近”此类限制性词。这些“表面”、“附近”表达着怎样的意思呢？如只是一个区域性概念的话，那就是说只有地球表面附近的引力才称重力，除此以外，就只称引力，不再称重力了；另外，到底距地球表面多远才不算“表面”、“附近”呢？距地表大约2000m的范围内，算是附近。
第三类定义：“质点以线悬挂并相 ( http: / / www.21cnjy.com )对于地球静止时，质点所受重力的方向沿悬线且竖直向下，其大小在数值上等于质点对悬线的拉力”。“实际上，重力就是悬线对质点拉力的平衡力”。“物体在地球表面附近自由下落时，有一竖直方向的重力加速度g，产生此重力加速度的力称为重力”。第三类定义分别从静力学形式和动力学形式给出了重力的“操作性定义”，并暗示了重力不是纯地球引力，而是把地球自转影响考虑在内的地球引力和物体随地球绕地轴转动所受的向心力之差。这类定义美中不足的是未能明确表达出重力的主要本质，即“地球引力”这一本质因素。
教学目标
一、知识与技能
1．理解力的概念，认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。
2．知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。
3．知道重力产生的原因及其定义、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
4．知道重心的含义。
5．了解四种相互作用。
二、过程与方法
1．了解人类对力的认识是从力的作用产生的效果开始的。
2．通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。
3．通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。
4．通过找不规则薄板重心的实验锻炼学生的动手能力，并通过重心的概念渗透“等效代换”的物理方法。
三、情感、态度与价值观
1．通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。通过实验培养学生的团结协作精神。
2．通过多个实验探究规律的过程，培养学生用实验寻找、验证物理规律的思想。
教学重点、难点
教学重点
1．力的概念、图示及力的作用效果。
2．重力的概念及重心的理解。
教学难点
1．力的概念。
2．重心的概念和位置。
教学过程：
一、导入新课
教师活动：（展示录像）并提出在足球场上，守门 ( http: / / www.21cnjy.com )员大脚开球，球由静止变为运动；守门员接住球时，球由运动变为静止；运动员用头顶球，球的方向改变了。是什么原因使球的运动状态发生改变？用力折木条，木条弯曲了，是什么原因造成木条形状的改变呢？
学生议论纷纷：……
教师提出：从今天这节课开始，我们来学习探究造成这些现象的原因。（引入新课板书课题）
第一节 重力 基本相互作用
二、进行新课
（一）力和力的图示
教师活动：演示1.用手压锯条、拉皮筋等 ，指导学生观察现象，分析是什么原因导致它们发生了形状的改变。
学生回答：是力使锯条、橡皮筋发生了形变。
教师活动：演示2.扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，提问学生观察到什么现象，是什么原因引起它们运动状态发生了改变。
学生回答：粉笔、书的运动状态发生了改变，是受力的原因。
教师点评并总结：很好，锯条 ( http: / / www.21cnjy.com )、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的作用力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态、产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。
1. 力的定义：物体与物体之间的相互作用。
教师活动：提出问题：力可以 ( http: / / www.21cnjy.com )离开物体而单独存在吗？让学生体验用手压桌面上气球，观察体验压气球与放手的过程；并且讨论分别以手和气球为研究对象，说出什么是受力物体、什么是施力物体。
学生活动：体验、思考、讨论、回答。
教师总结：通过实验分析我们知道力是物 ( http: / / www.21cnjy.com )体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。这就是力的物质性。
2. 力的矢量性
教师活动：让学生用力拍打桌子，体会手痛的感觉，并提出问题：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？
学生活动：体验、思考、讨论、回答。
教师总结：可见，力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。即力总是成对出现的。这就是力的相互性。
教师活动：安排学生用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，并观察书的运动情况，并分析出现这种现象的原因。
学生活动：体验、思考、讨论、回答。
教师指出：由我们的实验可知力是有大小和方向的物理量（矢量），力的作用效果不仅与其大小有关，也与方向有关。这就是力的矢量性。
教师提问：力的作用效果有哪些？举例说明。
学生回答：力可以使物体发生形变和运动状态发生改变（包括速度的大小和方向）。
教师活动：演示：让一位同学用力关门，在不同的地方施加不同方向和大小的力，让学生观察产生的效果的异同，体会力的作用效果与那些因素有关。
学生回答： 力的效果由三方面决定：力的三要素：大小、作用点、方向。
过渡性提问：我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢？
3. 力的图示和示意图
例题：一物体重150N，在水平桌面上静止，画出桌面对物体的支持力的图示和示意图。
教师活动：安排一学生到黑板上画图，并巡回指导学生画图。
教师点评：在描述一个力的时候有时只需要画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。
4. 力的单位：牛顿，符号N。
教师活动：将竖直上抛一粉笔头，让学生分析粉笔为什么会掉下来。
学生回答：粉笔头受到一个向下的力。
教师引导：抛向空中的物体会落回地面，地球在自转而海水不会洒向太空，都是地球与他们之间存在着相互吸引的作用，这种相互作用就是重力。
（二） 重力
教师活动：指导学生阅读教材P52，了解有关重力的问题，并用多媒体展示下述内容，并提出问题。
1. 定义：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
（1）重力是由于地球吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。
（2）在地球表面附近的物体都要受到重力作用，与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。
2. 重力的大小
重力的大小可以根据公式G=mg计算，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关，当高度增加时g的值减小，当纬度增加时，g值增大。
3. 测量：可用弹簧秤测量。
4. 方向：竖直向下。
教师活动：提出问题：如何测重力的大小？测量原理是什么？指导学生用弹簧秤测物体重力。
学生活动：讨论重力的测量原理、体验用弹簧秤进行重力测量。
教师点评：重力可以用弹簧秤测量，它的测量原理是二力平衡。所以在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止状态时读数。
5. 重力的作用点
（1）重心：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点（即重心）。重心是重力的等效作用点。
（2）重心位置的确定
教师提问：质量分布均匀、形状规则的物体，重心是怎样确定的呢？
学生回答：质量分布均匀的物体（也称匀质物体），且形状规则，重心就是其几何中心。
教师点评：很好，如：均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中心。
教师活动：让学生讨论，并用桌上的直尺、细线、木板找出木板的重心。
学生活动：用桌上的直尺、细线、木板找出木板的重心，并思考这样做的理由。
教师活动：指出非匀质物体和不规则的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体的重心，不仅与形状有关还与物体内的质量分布有关。对这种情况我们可以采取悬挂法找出物体的重心。演示悬挂法找不规则形状物体的重心。并指明悬挂法找重心的原理：拉力与重力是对平衡力，绳的反向延长线必过重心。
教师过渡导入：自然界中存在着四种相互作用力，重力属于其中的一种力，下面请大家阅读教材自学四种相互作用力。
学生活动：阅读自学四种相互作用力。
教师活动：投影展示四种相互作用力。
（三）四种相互作用力
1. 万有引力相互作用：存在于一切物体之间，相互作用强度随距离增大而减小。
2. 电磁相互作用：存在于电荷之间和磁体之间，他们的本质是相同的。
3. 强相互作用和弱相互作用：作用范围小，但弱相互作用的强度只有强相互作用的10-12。 QUOTE
三、课堂小结
力在我们初中时已接触过，对其概念的 ( http: / / www.21cnjy.com )理解要从力的物质性、相互性、矢量性着手。重力的学习中，要理解重力的方向是竖直向下这一含义，以及重心这一概念。
四、布置作业
教材P53问题与练习 1、2题。
五、板书设计
3.1 重力 基本相互作用
一、力和力的图示
1.力的定义
2.力的测量工具
3.力是矢量
二、重力
1.定义
2.大小：G=mg QUOTE
3.方向：竖直向下
4.重心
三、四种基本相互作用
六、课堂作业
1．下列说法中正确的是（ ）。
A．某施力物体同时也一定是受力物体
B．没有施力物体和受力物体，力照样可以独立存在
C．找不到施力物体的力是不存在的
D．有的物体自己就有力，这个力不是另外的物体施加的
2.下述关于力的说法中不正确的是（ ）。
A．力对物体的作用效果，完全由力的大小决定
B．作用在物体上的力，不论作用点在什么位置，产生的效果均相同
C．物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态的改变
D．力的作用效果一定会使物体运动
3．下列说法中错误的是（ ）。
A．力是物体对物体的作用
B．只有直接接触的物体间才有力的作用
C．由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在
D．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
4．下列说法中正确的是（ ）。
A．抛向空中的球，在空中运动时受到重力和抛力的作用
B．卡车拉着拖车前进，卡车施加给拖车的力是动力，而拖车施加给卡车的力是阻力
C．冰球被击后在冰面上滑行，滑行过程中由于受到冰面对它的阻力作用而慢慢停下来
D．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
5．在弹簧秤钩下竖直悬挂一个静止的小球，下列说法中正确的是（ ）。
A．小球对弹簧秤的拉力的施力物体是地球
B．小球所受弹簧秤的拉力的施力物体是地球
C．弹簧秤对小球的拉力在数值上等于小球的重力
D．小球对弹簧秤拉力的施力物体是小球
6．以下几种说法中正确的是（ ）。
A．一个挂在绳子上的物体，它所受到的重力就是悬绳上拉它的力
B．地球上的物体只有静止时才受到重力作用
C．物体受到的重力就是由于地球吸引而产生的
D．质量为m的物体受到的重力大小为mg，所以只要m一定，它的重力大小就保持不变
参考答案：
1.AC 2.ABCD 3.BCD 4.BC 5.CD 6.C
教育格言
有人问鹰：“你为什么到高空去教育你的孩子？”鹰回答说：“如果我贴着地面去教育他们，那它们长大了，哪有勇气去接近太阳呢？”
教案 B
教学目标
一、知识与技能
1. 知道重力产生的原因及其定义。
2. 知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。
3. 知道物体重心的含义。
4. 了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或运动状态发生改变。
5. 知道力的三要素。
6. 了解四种基本相互作用。
二、过程与方法
1. 知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。
2. 能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。
3. 能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。
4. 通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾，概括出重力的产生、方向及大小与什么有关，培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯。
5. 通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法。
三、情感、态度与价值观
1. 通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。
2. 培养主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望，敢于质疑，勇于修正。
3. 通过介绍“神五”发射升空过程，培养学生的爱国主义情操，了解科学技术对人类生活和社会所起的巨大推动作用。
教学重点、难点
教学重点
1. 重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
2. 力能使物体发生形变或运动状态发生改变。
教学难点
1. 力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。
2. 重心的概念。
教学过程
一、导入新课
同学们平时都习惯这样说，我们 ( http: / / www.21cnjy.com )班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。
二、进行新课
（一）力和力的图示
1.力的描述：力是物体与物体的作用。（即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用）
2.力的作用效果：使物体的运动状态发生改变或是物体发生形变。
3.力的测量工具：测力计（弹簧秤）。
4.力的单位：牛顿。
5.力的量性：矢量，遵循矢量运算法则。
6.力的图示：按一定比例作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
（二）重力
1. 重力
提问：重力是怎样产生的？
学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。
提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？
学生猜疑：有的说是，有的说不是。
教师释疑：严格地说，重力并不是地 ( http: / / www.21cnjy.com )球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。
（1）概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。
一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。
教师提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？
学生回答：施力物体是地球，受力物体是重物。
教师强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。
在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。
（2）产生条件：是由于地球的吸引。
（3）重力的大小和方向。
教师提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？
学生回答：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。
实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。
引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论。
①重力的大小：重力的大小可以用弹簧秤测出。
在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。
动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。
学生马上得到：G与m成正比。
重力大小与物体质量关系： G＝mg（g＝9.8N/kg）。
强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。
实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。
归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。
②重力的方向：总是竖直向下。
强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。
2. 重心
（1）概念
物体的各部分都受到重力的作用。从效果 ( http: / / www.21cnjy.com )上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。
通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。
（2）与重心位置有关的因素
①与物体的形状有关；
②与物体的质量分布有关。
质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。
质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在其几何中心上。
同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（P52图3.1-3）。
质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。
学生动手找自己的不规则薄板的重心，并且说出其原理。
教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照教材中P52做一做）
验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固 ( http: / / www.21cnjy.com )定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。
演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。
演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。
归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。
物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。
简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。
巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重的物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理？
尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全。
（三）四种基本相互作用
引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运 ( http: / / www.21cnjy.com )动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。
引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用 ( http: / / www.21cnjy.com )。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
强相互作用和弱相互作用都是短程力。 ( http: / / www.21cnjy.com )短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。
三、课堂小结
本节课在初中知识的基础上学习了重力的概念、产生的条件以及重力与引力的区别。
知道了重力大小的测量和用G＝mg来确定，知道了重力的方向。学习了重心的概念，知道了与重心有关的因素及重心的确定方法。
四、作业
教材P53、54问题与练习1、2、3题。
3.2 弹力
教案 A
备课资源
弹力与压力、支持力、拉力等的区别
弹力是按照力的性质命名的 ( http: / / www.21cnjy.com )。而压力、支持力、拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此，弹力和压力、支持力、拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力、支持力、拉力。例如，套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁，其相同的磁极相对，两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析，磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用，二力为一对平衡力。此时，向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外，由牛顿第三定律得，大小等于向上的排斥力，方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时，这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。又如，在两根光滑平行直导轨间，分布有竖直方向且等距离分布的方向不同的匀强磁场，导轨上有一个宽度与磁场相同的金属框。当磁场匀速运动时，线框就会受到安培力作用而运动起来。此时，安培力就是线框运动的合外力，也就是拉力。此拉力也不是弹力。所以，不能笼统地说，弹力就是压力、支持力、拉力。要具体情况具体分析。
教学目标
一、知识与技能
1.知道弹力是接触力，本质是电磁力。
2.知道形变、弹性形变的概念，理解弹性限度。
3.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
4.知道确定弹力的方向的方法。
5.能说出胡克定律的内容并应用计算弹簧弹力。
二、过程与方法
1.观察演示实验，把看到的现象与已有的经验结合起来，细细体会弹力的产生。
2.通过观察桌面微小形变的演示实验，体会物理研究中的“放大”的

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