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第二章 匀变速直线运动的研究
自由落体运动
教学设计
一、知识与技能
1. 知道物体做自由落体运动的条件；
2. 通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，在地球上的不同地方重力加速度的大小不同，通常情况下g取。
二、过程与方法
1. 通过研究自由落体运动的规律的实验及数据分析，总结出自由落体运动的特点、规律；
2. 通过对轻重不同、形状不同物体在不同条件下自由下落的实验研究，知道亚里士多德观点的局限性，领会伽利略的科学思想方法的重要意义。
三、情感态度与价值观
1. 了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。
2. 通过研究自由落体运动的规律的实验，分析并总结出自由落体运动的规律，知道实验方法在发现规律过程中的重要作用。
1、了解探索自由落体运动规律的过程。（重点）
2、通过实验探究自由落体运动规律的过程。（重点）
3、理解自由落体运动的性质及自由落体的加速度。（难点）
4、不同物体自由下落的加速度相同。（难点）
课件、轻重不同的两个物体、打点计时器、纸带等
一、导入新课：
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？
在教室内拿两张同样的纸，将其中一张揉成团。让纸团和另一张纸从同样的高度同时落下，你认为哪一个下落得快？
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？
二、讲授新课：
1、自由落体运动
【演示实验】（1）让钢球和乒乓球从同一高度同时下落，观察谁先落地。
（2）在教室内拿两张同样的纸，将其中一张揉成团。让纸团和另一张纸从同样的高度同时落下，观察哪一个下落得快。
【教师引导】让学生用手边的物体做实验体会物体下落的快慢，并思考、讨论影响物体下落快慢的因素。
【学生讨论】小组分析，得出初步结论：物体下落的快慢与物体的轻重有关，重的物体比轻的物体下落得快；物体下落的快慢与物体的形状有关，流线型物体下落得快；如果不计空气阻力，轻重不同、形状不同的各种物体下落得一样快。
【教师引导】物体下落的快慢与物体的轻重有关，重的物体轻的物体下落得快。这一结论与我们的生活经验一致，希腊哲学家亚里士多德就是这么认为的，这一观点一直流传了两千多年。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。
【幻灯片演示】一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有一开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不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，然后用抽气机把玻璃管中的空气抽出去，关上开关，再次观察物体的下落情况。
【教师补充】之所以生活中看到轻重不同、形状不同的物体下落得不一样快，是因为受到空气阻力的影响，如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。
【教师引导】物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。
在我们的生活中，物体下落都是在有空气的空间中，其运动受到空气阻力的影响，是否就都不能看成自由落体运动了呢？
【学生讨论】小组分析，学生回答：自由落体运动只在真空中才能发生。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成自由落体运动。
【小结】自由落体运动：
1、定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动。
2、条件：①只受重力；②初速度为0。
3、运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。
2、自由落体加速度
【教师引导】我们知道，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否发生变化呢？请同学们用桌上的实验器材来研究自由落体运动的规律。
【教师引导】实验原理：利用匀变速直线运动规律计算重力加速度
【学生活动】按照步骤实验：
①把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源
②把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重物和纸带连接起来，让重物靠近打点计时器
③用手捏住纸带上端，把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点
④重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析
得出结论：物体自由下落过程中加速度不变。同一地点，不同物体自由下落的加速度都相同。
【教师补充】利用频闪照片进行分析，分析自由落体的规律。
频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置，根据 ()是否为恒量，可判断自由下落物体的运动是否为匀变速直线运动，并且可以根据求出重力加速度g的值。
【教师总结】前面通过实验我们已经发现自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，其加速度是自由落体加速度g。
自由落体运动的规律：
（1）速度：；位移：。
（2）速度与位移的关系式：
1、BBC科学节目《HumanUniverse》曾经在世界最大的真空实验室里做了这样的实验:在真空环境下,从同一高度同时由静止释放铁球和羽毛,根据已学知识判断我们会看到的现象是( )
A.铁球下落快
B.羽毛下落快
C.铁球和羽毛下落一样快
D.铁球和羽毛都不会下落
答案：C
2、关于竖直上抛运动，下列说法错误的是( )
A.竖直上抛运动先后两次经过同一点时速度相同
B.竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等
C.以初速度竖直上抛的物体升高的最大高度为
D.无论在上升过程，下落过程，最高点，物体的加速度都是
答案：A
3、某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取,5 s内物体的( )
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
答案：AB
4、如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放。用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3……所示的小球运动过程中每次曝光的位置。已知连续两次曝光的时间间隔均为,每块砖的厚度均为。根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.小球下落的加速度为
B.位置1是小球释放的初始位置
C.小球在位置3的速度为
D.不能判定小球的下落运动是否匀变速
答案：AC
5、科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若使间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象:水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的四个位置不动。对出现的这种现象,下列描述正确的是()( )
A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
B.间歇闪光的时间间隔是
C.水滴在相邻两点之间的位移满足
D.水滴在各点的速度之比满足
答案：BC
6、如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为,第四个所用的时间为。不计空气阻力,则满足( )
A. B. C. D.
答案：C
§2.4 自由落体运动
自由落体运动
1、定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动。
2、条件：①只受重力；②初速度为0。
3、运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。
自由落体加速度
1、重力加速度：
（1）方向：竖直向下
（2）大小：不同地方g不同，通常情况下g取或。
2、自由落体运动的规律：
（1）速度：；位移：。
（2）速度与位移的关系式：
引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。

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