资源简介

1-4 自由落体运动
一、教学目标
1. 了解自由落体运动的定义和特点。
2. 掌握自由落体运动的规律。
3. 理解自由落体运动的加速度含义。
4. 能运用自由落体运动公式进行计算，并能解决生活中的实际问题。
5．培养学生的观察推理能力。
二、教学重点难点
重点：自由落体运动的规律，重力加速度。
难点：自由落体运动的规律。
三、教学器材
两个不同重量的物体、两张相同的纸、电教设备、钱毛管、气泵。
四、教学建议
教法建议
实验 教学录像 讲解
教学设计方案
(一)引入新课
小故事：2 000多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。但是，意大利的科学家伽利略对此提出异议，并亲自在比萨斜塔上做实验。他从高塔上同时释放一大一小两个小球，观察到两个小球同时落地,推翻了亚里士多德的论断。
(二)引出课程内容
实验：
A．同学们可拿两个不同重量的物体（例如一大一小两个粉笔头），从同一高度同时松手释放，观察落地前后顺序。
B．取两张同样的纸平放，从同一高度释放，两张纸飘忽后落地。
C．再把其中一张纸竖直放置（或将纸片揉成团），同时放手。一快一慢。
结论：轻重不同的物体下落快慢不同，主要是由于受空气阻力不同造成的。
1．自由落体运动
⑴ 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。
演示实验：钱毛管实验。（图1）
让石子和羽毛放在一个玻璃管的底部，将其倒竖起来，我们会看 图1
到什么？（石子下落得快）
将玻璃管抽成真空重复上述实验，可看到石子与羽毛速度相同。证明在没有阻力的作用下，物体下落速度相同。
⑵ 运动条件：① 物体初速度为零；
② 物体只受重力作用。
(3) 运动性质：初速度为零的匀变速直线运动
2．重力加速度
⑴ 定义：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，这个加速度称为重力加速度，用表示。
⑵ 在地球上不同地点，的值略有不同。
⑶重力加速度的方向：竖直向下。
重力加速度的大小可以用实验的方法来测定，例如，通过测量自由落体在时间内的位移，再利用位移公式计算它。精确的实验发现，在地球上不同的地方，的大小是不同的。表l-6列出了一些地方的重力加速度值。通常的计算中，可以把取作9.8 m／s2。
3．自由落体运动规律
⑴ 自由落体运动是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动，用g代替匀变速直线运动公式中的，再取，就可以推出自由落体运动的公式。由于物体是沿竖直方向运动，所以取物体开始下落的地方为坐标原点，竖直向下为坐标轴y的正方向，公式中的用y代替，则自由落体运动的运动规律为：
⑵ 运动规律：
⑶ 例题讨论讲解
例题l 一物体从19.6 m高处自由下落，求它落到地面所需的时间及落地时的速度。
解 以开始下落处(19.6 m高处)为坐标原点，则到地面处y = 19.6 m，
由公式
得
落地时的速度为
例题2 从楼顶自由落下一石子，通过某一个1.0 m高的窗子用了0.10 s的时间，求楼顶比窗子上沿高多少
解 取楼顶为坐标原点，向下为正，如图2所示。
设窗子上沿坐标为，从楼顶下落至此的时间为；窗下沿坐标为，从楼顶下落至此的时间为。由
解得 图2
以上讨论了物体从高处静止下落的运动。当 物体仍然只受重力作用，但却以一定的初速度竖直向上运动又遵守什么规律呢？（教师介绍特点和规律）（图3）
物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动，称为竖直上抛运动。（例如一个人在蹦床上被弹起后的运动，竖直上抛的物体在上升阶段，速度越来越小，速度的方向竖直向上，与重力加速度的方向相反。当速度减小到零时，物体上升到最大高度，此后就从这个高度自由下落。在下落阶段，速度越来越大，这时速度的方向与重力加速度的方向相同。就整个竖直上抛运动(包括上升、下落两个阶段)来说，如果忽略空气的阻力，物体上升和下落过程的加速度相同，都是重力加速度，所以竖直上抛运动也是匀变速直线运动。(本章有关抛体问题均忽略空气阻力)
*4．竖直上抛运动
⑴ 定义：物体只受重力作用，以一定的初速度竖直向上运动。
⑵ 运动特点：
物体的初速度越大，它能上升的高度越高。
② 若物体上升时经过某点A的速度为,则下降时经过A的速度大小仍为。
③ 设A,B为物体上升时先后经过的两点，且物体通过AB的时 图3
间为，则物体下降经过BA的时间仍为。
(三)小结
1．自由落体运动的条件是只受重力作用，并且初速度为零。
2．自由落体的运动规律
　　　　　　
　　　　　　
（四）作业布置
1．p22 4、5、6题 2．《技术物理练习册》（第3版）相关习题
（五）教学说明
1. 应该明确,自由落体运动与物体的重力无关,只与下落地点有关。
2．自由落体运动属于匀变速运动，是初速度为零的匀变速直线运动，其运动规律符合匀变速直线运动规律。

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