自由作文教学教学设计

2023-05-31

第一篇：自由作文教学教学设计

《自由落体运动》教学设计

一、学情分析：

学生在从小学到初中的生活中有太多的实际现象表明物体的质量大小决定了物体下落速度的大小，前面同学们已经了解vv0at ，速度的大小取决与加速度与时间有关，所以从现象与规律的矛盾入手，本节课就是以此为出发点展开学习活动，先从实验现象定性方面让学生了解速度与质量大小无关，在引导学生思考探究下落物体速度大小的与加速有关，那么这个加速度如何测定?由于学生已经了解通过打点计时器能够测加速度，并且以经掌握传感器的相关知识，让学生自己设计实验，对实验数据分析，自己总结规律。

二、教学思路

1.从实际生活现象走向物理，从物理走向社会。 2.注重学生的发展需求和认知特点。

3.适当淡化知识点的传授，鼓励进行实验反思，引导学生自主建构。 4.注意科学探究，运用先进科技设备，提倡实验方式的多样化。

三、教学过程：

1.物理学家名言导入，引出朴实物理课题

你能认出真理，因为它既美又简单。——费曼(Richard Feynman)

用著名物理学家费曼的名言来引出课题，一下子吸引了学生们的眼球——今天需要研究怎样的课题，其中又蕴含着怎样的真理，又为何说这个真理既美又简单。学生充满了期待，情不自禁地跟着教师把名言读了一篇，此时，教师顺理成章地今天研究的课题是“自由落体运动”。

2.创设下落快慢实验情境，点燃对比实验中的思维火花探究一：影响物体下落快慢的因素是什么?

准备了一把榔头和一根羽毛，并问学生：若把它们举高并从同一高度释放，是否同时下落，又是谁先落地?

探究二：如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落的快慢如何?

在简要介绍牛顿管之后，刻意让阀门打开，迅速倒置，此时学生看到羽毛明显先于铁片落到管底。接着，安排学生利用手摇抽气机对牛顿管进行抽气一段时间，关闭阀门，再次迅速倒置，铁片和羽毛几乎同时落到管底。并介绍和放映美国宇航员斯科特做的月球落体实验视频，视频中铁锤和羽毛同时落到月球表面，和地球上同样的实验形成鲜明对比。

3.定义、分析自由落体运动，感受物理思维的严谨

通过上述多个实验的铺垫，指出若把探究二中的落体运动视作自由落体运动，并启发学生从受力和初速度两个角度对该运动下个定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。

4.探究自由落体运动性质，尝试物理思维可视化

本节课的重点和难点均是自由落体运动性质的研究，书本上介绍的是打点计时器和纸带实验，而且可以算出当地的重力加速度。但是，实际教学中该实验有诸多不尽如人意的地方，比如纸带和限位孔的摩擦、电压频率欠稳定，若用手提纸带还会引入释放纸带时手的抖动，等等，而这些客观原因常会导致：纸带在连续相等时间内位移差某些时候相差很大或较大，即使有少数纸带勉强可以认为是定值，但得到的g距离9.8m/s2相差很多，而这也是屡屡让教师不敢在课堂上真实展示实验纸带的原因。

鉴于此，本节课常用的突破方法是频闪照片技术，但该技术需要暗室来支持成为了学生参与探究的最大瓶颈;还有不少教师利用光电门结合传感器来实现突破，但在实际教学中该方法也有很大的制约，比如对学生的抽象思维能力和相关光电门和运动学知识准备要求偏高，而传感器把小球的下落直接阅读为v-t或v2-x显得比较突兀，v-t或v-x图像表面形象的同时给学生以化简单为复杂的感觉。

自由落体运动转瞬而过，于是尝试能否自制教具并利用单反相机拍摄视频并通过帧播放来实现瞬间定格，从而实现可视化课堂探究自由落体运动性质计算巩留当地重力加速度g。

探究三：

自由落体运动性质是怎样的?请提出你的研究方案!

学生对自由落体运动的直接感受是加速运动，至于是匀加速还是变加速，显然需要学生猜想，因此研究的思路：猜想→提出实验方案→实验探究→结论。

学生普遍猜想自由落体运动为匀加速直线运动，并提出用纸带来研究。实验方案一：打点计时器+纸带

实验探究1：因为匀变速直线运动必定有：△x=xn-xn-1=aT2，即连续相等时间内位移差是一定值，反之也成立。实验探究2：分别利用vnxnxn12求出A、B、C、D各点的瞬时速度，并由此判断v-t是否成线性递增关系，若是，即为匀加速直线运动。

实验方案二：单反相机+频闪光源

这个方案即频闪照片法，由教师介绍和阐述，但是由于暗室的限制，通常教师只能通过放映Flash课件来模拟暗室里进行拍摄，最后投影，然后启发学生频闪照片拍摄过程非常类似纸带打点过程，分析方法相同。

实验方案三：单反相机+自制教具

发现这是一幅完成可以比拟频闪照片的图片，这也再次说明方案三能够兼具其他多个实验方案的优点。

五、阐述重力加速度g，突出人文关怀

重力加速度的大小主要与地理位置、海拔高度有关，并出示重力加速度的表格：此时，让学生去发现表格的蕴含“纬度越高，重力加速度越大”的特征显然合理而自然，但其实还会很自然地联系到自己当地的重力加速度有多大。

对于“重力加速度的方向竖直向下”作了如下处理，因为学生根据av的矢量t性已经知道加速度a的方向同于速度变化v的方向，而在自由落体运动过程中，速度不断在竖直方向增加，所以v的方向竖直向下，换言之，重力加速度的方向也必定竖直向下。

六、小结自由落体运动规律，实现课堂规律的生成

课堂到此，学生对自由落体运动是“初速度为0的匀加速直线运动”的理解已经到位，那么让学生小结自由落体运动规律也是水到渠成。比如：

速度、时间关系：v=gt 位移、时间关系：h=gt/2 速度、位移关系：v2=2gh 连续相等时间的位移比：h1:h2:h3:hn1:3:5:(2n1)



2七、实践“做一做”实例，感受物理应用乐趣

在课堂上安排的学生实验是人教版必修1的P45“做一做”：看看你反应的快慢，这个实验需要两个同学互相配合，器材只需要一把30cm左右的刻度尺。简单的器材，简单的操作，带给学生却是合作的意识，物理规律实践的乐趣，也能从侧面检验学生课堂知识与技能目标的达成情况。

八、课堂总结，重述和升华物理之美

1.自由落体运动是一种既美又简单的运动——只受重力，初速度为0，加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动。

2.自由落体运动性质的探究方案：可以是纸带法、频闪法、视频帧播放法，核心思想或是但都是利用了类似纸带△x=xn-xn-1=aT2，或是vn图像，等等。

3.视频帧播放法很好地定格和展现了自由落体运动的物理之美，但在物理学史上又是如何巧妙地研究自由落体运动和发现它蕴含的物理之美，同学们可以阅读人教版必修1《伽利略对自由落体运动的研究》或上网查看相关资料。

xnxn12并由此绘制v-t

第二篇：自由落体运动教学设计

第五节自由落体运动

一、教材分析

《自由落体运动》是高一物理第二章第五节的内容。

本节内容是在学生学习了运动学的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究一方面是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系。另一方面通过实验培养学生的自主、合作、探究的科学研究方法，为学生的终身发展打下了良好的基础。因此本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。

二、学情分析

在前面的教学中，学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，并用电磁打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能力和运用控制变量的研究方法。凭学生的生活经验会认为重的物体比轻的物体下落的快。

三、教学目标

1、知识与技能

(1)认识自由落体运动，知道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的运动。

(2)能用打点计时器得到相关的运动轨迹，并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。

(3)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。

2、过程与方法

(1)会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。 (2)会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。 (3)善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流

3、情感态度价值观

(1)通过实验探究落体运动的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望。 (2)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。 (3)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。

(4)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

四、教学重难点

重点(1).自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。

(2).掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。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

五、教法学法

教师演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果。

六、教学过程

(一)、引入：

教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”

(在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间)

师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的?

师：大家看到我手里的这把尺子了没有?我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信?我请几位同学上来试试。找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢?是根据什么原理呢?我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动.

(二)、引出课题

师：实验演示： a.粉笔头从空中落下 b.纸片从高处下落多媒体演示

c.重力使屋檐下的雨滴下落 d.树叶从树上竖直飘落

师：观察并指出以上物理情景中物体相似的运动特点。学生活动：观察，思考，总结师：教师在学生表述的基础上总结：实验和视频中的物体都是从高处落到地处，这类下落的运动称为落体运动，这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。

(三)、设置问题，科学探究

师：不同的物体下落快慢是否一样呢?物体下落的快慢由哪些量决定?

A、(1)提示学生想象生活中经常见到的落体运动(或具体举例)。提出疑问：以经验来看是否重的物体一定下落得快?

(2)直接经验：重得物体下落快——也是历史上亚里士多德认可的观点(简介亚里士多德)。

学生小组内相互交流对落体运动快慢的经验感受。

生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。 B、组织学生进行实验探究

师：以上同学分析得对不对呢?下面我们一起来来做几个实验。

(1)教师引导学生设计实验，分别用一枚硬币(一元的效果不错)、两枚和硬币大小面积相同的硬纸片，一粒小塑料球，一团棉花(质量要比小塑料球的大)(这些材料要求学生在预习时自己准备)

a、将一枚硬币和一张面积大小相同的纸片在同一高度同时释放，比较下落快慢。 b、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，比较下落快慢。 c、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。 d 、一粒小塑料球与一大团棉花等高同时下落，比较下落快慢。

(2)学生进行实验与探究，小组成员分工进行实验操作、观察记录，在实验现象的基础上进行分析、讨论，得出本小组的结论。

(3)分析小结

(a)选小组代表描述所观察的实验情景及小组的讨论。

(b)在学生探究的基础上教师讲解，引导学生明确：实验结果显示出物体下落快慢与其质量没有必然联系。

师：通过实验研究不难发现物体下落快慢是与质量无关，既然物体下落快慢与其质量没有必然联系，而实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响

生：我想应该是空气阻力。猜想

师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢?

师：我们来做一个实验验证一下。

验证牛顿管实验：(可考虑用电脑课件，老师同步讲解。)

实验过程中，一边实验一边引导学生观察实验现象，通过去猜想、观察、思考、理解、体会得出结论：

生：物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时，物体下落过程中运动快慢与质量无关。

师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。

师：1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。 (四)、自由落体运动 (1).概念引入

师：由于落体运动受到空气阻力影响，要想研究落体运动就必须排除空气阻力，那么，如果物体在下落过程中忽略空气阻力，物体的受力有什么特征。

生：忽略空气阻力，则物体只受重力作用。 (2).自由落体运动

师：物体仅在重力作用下，从静止(即初速度为零)开始竖直下落的运动，叫做自由落体运动。(板书，或多媒体投影)

师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗?

生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。

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。

师：近似条件：

一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。

(五)自由落体运动的运动规律

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? 引导学生设计实验，分组探究

师：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。(课前提醒学生复习利用打点计时器研究物体的运动规律)

师：把实验设计方案用多媒体投影到黑板上。

师：组织学生分组实验，教师巡查指导。

组织学生分析实验结果，请学生代表总结：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：回答得非常正确!自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。

生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律∆s=aT2,来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。

师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少?方向如何?

生：我所算得的结果在9.4, 左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直度方向相同，竖直向下。向下匀加速的，所以加速度方向应该与速

师：其他同学的结果呢?

生：我的也差不多。

师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢?

生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。

师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：

1、纬度越高，g越来越大;

2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。

(六)、例题多媒体展示

例

1、下列说法正确的是(BD)

A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动

B.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 C.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。

D.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。

例

2、下列说法不正确的是(A) A.g是标题，有大小无方向。

B.地面不同地方g不同，但相差不大。

C.在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。 D.在地面同一地方，高度越高，g越小。

例

3、AB两物体质量之比是1：2，体积之比是4：1 ，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。解：因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样， 1：1;下落过程加速度也一样都是g，1:1 例

4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求

1、经过多长时间落地?

2、第一秒和最后一秒的位移。

3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。解略：

回答测反应时间尺的原理

师：自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的

课堂小结

自由落体运动：只在重力的作用下，物体由静止开始下落的运动叫自由落体运动。条件：

1、只受重力

2、初速度为0 性质：自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。运动学规律：Vt=gt h=gt2/2

布置作业

(1)在网上搜集亚里士多德和伽利略相关资料，学习这两位科学巨人的为追求真理而不懈努力的精神;

(2)教材45页练习与评价

1、

2、

3、4

板书设计

自由落体运动：只在重力的作用下，物体由静止开始下落的运动叫自由落体运动。条件：

1、只受重力

2、初速度为0 性质：自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。运动学规律：Vt=gt h=gt/2

第三篇：“自由落体运动”教学设计

[三维目标] 1.知识与技能

●理解自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

●知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道地球上不同地方，重力加速度大小不同。

●掌握自由落体运动规律。 2.过程与方法 ●由学生自主进行实验探究，通过打点计时器记录下运动的信息，定量地测定自由下落的加速度。

●培养学生学会分析数据，利用实验引导学生进行观察、思考、讨论和交流。 3.情感态度与价值观

●调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力。 ●培养学生的团结协作精神，敢于提出自己的见解。 [教学重点]

1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。 2.掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。

[教学难点]

理解自由落体运动条件及规律解决实际问题。 [教学用具]

多媒体课件、牛顿管、硬币、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、两质量不同的小球

[设计理念]

自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，有其广泛性和特殊性。对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律。本节教材通过实验探究的方式得到自由落体运动概念和规律。基于教材特点，本教案设计“以人为本”，突出探究的重要性，让学生能力得到提升，体现物理教育在个性品质、好奇求知、质疑创新等方面的价值导向。

本课总体设计思想是：课堂通过简单易行的实验探究，寻找论据，经历交流实验结果和学生分析、讨论，让学生体会物体下落快慢与物体质量无关。通过“牛顿管”实验，打点计时器实验研究规律，在科学过程展示中推出学科知识，渗透科学思想方法，借助多媒体课件播放、实验探究及教师解说，着力于撼动青年学生崇尚科学的情感，弘扬浓厚的物理课程文化。

[教学过程]

一、新课导入

落体运动在日常生活中司空见惯，把硬币和纸片释放后都落向地面。同学们考虑过它们落体运动的情况吗?物体下落的过程有没有规律可循呢?今天我们将一起探究这种运动——自由落体运动。

二、新课教学

(一)自由落体运动

实验一：取一枚硬币与一个硬币表面面积相同的纸片，让它们自由释放。现象：硬币先下落

提出问题：重的物体一定下落得快吗? 学生探讨：(可能有不同想法)

实验二：让两质量不同的小球同时释放现象：听到它们落地声只有一次

学生似乎感到自由下落运动与质量无关实验三：“牛顿管”实验

拿一个长约1.5m的玻璃管，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的几个物体，如金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球等，放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察这些物体下落的情况。把玻璃管里的空气抽出去，再把玻璃筒倒立过来，再次观察物体下落的情况。

现象：玻璃管里越接近真空，它们下落越接近同时落到管底。推理：如果玻璃管里就是真空，则它们一定同时落到管底。

阅读课本并回答：①什么叫自由落体运动?②自由落体运动的特点怎样? 学生：①物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。 ②特点：a、初速度为零;

b、只受重力，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计。

[目标检测] (课件投影)

大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁。现在人类向天空发射飞行器、卫星等当超过一定使用年限后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进入大气层后的运动是自由落体运动吗?

答案：自由落体运动条件之一是只受重力，而小陨石进入大气层后的运动速度很大，受空气阻力很大，故不能看作自由落体运动。

实验四：按教材第45页的图2.4-1装置做实验。将一系有纸带的重物从一定高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程。

纸带分析：⑴自由落体轨迹是直线;

⑵相等时间内位移越来越大; ⑶连续相等时间内位移之差相等。

要求学生运用所学知识计算加速度。

实验探究结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大约是9.8m/s2。

(二)自由落体加速度

1 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?

让学生改变不同重物，利用打点计时器反复实验表明，同一地点，一切物体自由下落加速度都相同，方向总是竖直向下。

总结：

1.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，也叫重力加速度，符号：g

2.方向：竖直向下。

3.地球上不同地方，重力加速度不同，从赤道到两极，重力加速度逐渐增大，一般g取9.8m/s2或10m/s2。

(三)自由落体规律让学生由

(一)

(二)得出自由落体规律

vtgtv0012hgtag22vt2gh

[目标检测]

一质点做自由落体运动，落地速度大小为8m/s，求它下落高度和下落时间? 让学生板演，巩固规律。参考答案：3.2m，0.85 [做一做] 1.阅读教材46页“测定反应时间”，要求学生做一做，测出下落高度，算出反应时间。

2.阅读教材第47页“做一做”，让学生提出解决方法，学会估算。 [小结]

本节课主要纠正学生日常生活中的错误经验，从而探究自由落体运动的特点及规律，并初步要求学生能运用规律解决问题，突出过程探究的自主性，让他们学会学习。

[作业]教材第47页“问题与练习”

自主探究：有哪些方法可以测自由落体加速度?

(参考方法：光电门和数字计算器，打点计时器，频闪照片，滴水法等) [板书设计]

2 

一、定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动

二、特点:

1、v00,ag

2、匀加速直线运动方向:竖直向下

三、自由落体加速度g大小:随地理位置的纬度、高度变化自由落体运动而变化,一般取9.8m/s2或10m/s2vtgt12

四、规律hgt22vt2gh [课后目标检测]

1.(基础题)某物体从某一高度自由下落，第1s内位移是______m，第2s末速度是______m/s，第3s内的平均速度是______m/s。

2.(提高题)一物体自由落体运动，在第ns内通过位移比在前1s内通过位移大小多(

)

A.9.8m

B.4.9(2n+1)m

C.0

n22(n1)D.m 3.(探究题)为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力)，测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度(

)

A.石块下落到地面的总时间

B.石块落地前的瞬时速度 C.石块落地前最后1s的位移

D.石块通过最后1m位移的时间 [参考资料]

1.一种简便易行的“测定重力加速度g”的方法

我们可以用一种既“土”又实用的方法测定重力加速度g的值，实验方法如下：调节家中自来水的水龙头的阀门，使自来水一滴一滴地流出，调节装水的盘子离自来水水龙头的高度，使第一滴水碰到盘子时，恰好有一滴水从水龙头开始落下，而空中有个正在下落的水滴，测出水龙头滴水处到盘子间的高度为h，从第一滴水离开水龙头时开始计时，到第N滴水滴落到盘中结束计时，测出这段时间为t，由以上数据就可以计算出当地重力加速度g的值，请写出计算重力加速度g的表达式。

在这个实验中，为什么测从第一滴开始下落到第N滴恰好落至盘中这段时间，而不是直接测第一滴水滴在空中的运动时间?当第一滴水滴落到盘中时，第二滴水滴离水龙头的距离为多少?

2.比萨斜塔

世界七大景观之一——比萨斜塔，在联合国教科文组织的大力资助下，终于于本世纪伊始恢复原貌。

3 10年前，比萨斜塔因下陷和倾斜度过大而禁止观光，意大利政府曾向全世界征集维修方案，最终采用“铅块沉坠”的方法，使斜塔得以修复。

修复后的斜塔重1.4453×107千克，底座直径为15.54m，斜塔南侧高为54.52m，北侧高为55.22m，整个斜塔共8层，有293级台阶，周围由207根大理石圆柱环抱，可谓壮观。

第四篇：自由落体运动教学设计

高中物理必修1(三汇中学

王亚丽)

1.7对自由落体运动的研究

一、教学目标

(一)知识与技能

1、通过演示、实验，分析得出影响物体下落快慢的因素，定义自由落体运动，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，使学生对自由落体运动有初步的认识。

2、通过学习，了解伽利略对自由落体运动的研究过程，知道伽利略的科学思维方法以及他对物理学的重要贡献。

3、明确自由落体运动是一种初速度为零的匀变速直线运动，掌握自由落体运动规律。

(二)过程与方法

1、培养学生的观察实验和分析实验的能力以及逻辑推理能力。

2、了解研究自然规律的科学探究方法，培养探求知识的能力。

3、通过自由落体运动规律的学习，培养分析、推理能力。

(三)情感、态度与价值观

1、通过实验培养学生的逻辑思维能力及表达能力。

2、培养学生观察生活，提出问题并用科学方法解决问题的能力。

3、通过史实，培养学生学会质疑的科学素养。

二、学情分析

前面学生学习了匀变速直线运动及其速度公式、位移公式，对匀变速直线运动已经初步掌握，但是由于学生数学基础较薄弱，在知识的应用方面存在很大问题，因此在本节的教学存在一定困难。

三、教学重点

1、自由落体运动的概念。

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高中物理必修1(三汇中学

王亚丽)

2、伽利略对自由落体运动规律的科学探究过程。

3、自由落体运动规律

四、教学难点

伽利略对自由落体运动规律的科学探究过程

五、教学方法

探究法、讲授法

六、教学器具

多媒体，纸张，粉笔

七、教学过程

(一)复习旧知

前面我们学习了匀变速直线运动的规律，匀变速直线运动速度公式、位移公式分别是什么?初速度为零时公式简化为什么?此时速度和时间什么关系，位移和时间什么关系?

(二)引入新课

这节课我们再来学习一个特别的直线运动――自由落体运动。

(三)进行新课

教师问：在日常生活中，我们会观察到雨雪的下落，树叶的下落，苹果的下落等等(课件动画展示)，这说明落体运动是一种常见的运动，那么，同学们你们通过观察会发现落体运动有什么样的问题呢? 学生回答：物体下落有快有慢提出问题：

教师再问：物体下落快慢的原因是什么呢? 学生回答：物体的重力等实验与探究

教师问：一张重力较小的纸和重力较大的粉笔同时由静止释放，谁下落的快? 学生答：粉笔下落的快(教师实验展示)

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王亚丽)

教师再问：什么影响了物体下落的快慢? 学生答：物体的重力

教师问：重力相同的纸张和纸团谁下落的快? 学生答：纸团下落的快(教师实验展示) 教师再问：什么影响了物体下落的快慢? 学生答：空气阻力

教师说明：在第一个实验中也存在空气阻力对物体下落快慢的影响，因此实验探究不准确，必须排除空气阻力对物体下落的影响，因此进行第三个实验：牛顿管实验。教师问：牛顿管抽气后，就排除了什么的影响? 学生答：空气阻力实验现象反映实验结论

视频展示牛顿管实验，要求学生认真观察实验现象，并思考实验现象反映了什么? 学生答：在充满空气的牛顿管中，重的物体先落地;在充满一部分空气的牛顿管中，重的物体依然先落地，但轻重不同的物体落地时间差减小;在真空中，轻重不同的物体同时着地，这说明了物体下落快慢与物体重量无关，影响物体下落快慢的因素是空气阻力。图片展示自由落体运动频闪照片：

教师问：当轻重不同的两个物体同时在真空中从同一高度由静止释放时，物体受什么力作用?

学生答：重力提出自由落体运动

教师说明：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动我们就定义为自由落体运动教师问：从定义看，自由落体运动有什么特点呢? 学生答：一只受重力，二静止说明初速度为零教师问：下落的运动，说明了物体的运动轨迹怎样?

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学生答：运动轨迹是竖直向下的直线。

教师说明：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，那么静止物体的下落也可以近似看作自由落体运动。

伽利略对自由落体运动规律的探究

在定义了这样一个运动之后，我们要对这种运动的运动规律进行研究，所以现在我们跟着科学家伽利略的脚步来研究自由落体运动的规律。

教师讲授在研究落体运动时，当时有两种观点，分别是亚里士多德的观点：重快轻慢和伽利略的观点：轻重不同的物体下落的一样快。先来了解一下两位科学家，教师对两位科学家的生平及其贡献做一简要介绍。

学生自学完成伽利略用理论推翻亚里士多德错误观点的过程，激发学生质疑的精神。然后自学伽利略科学探究过程，对不明白的地方提出问题。自由落体运动规律

教师问：通过伽利略对自由落体运动的研究，大家得出自由落体运动的实质是什么? 学生答：自由落体运动是初速度为零，加速度恒定的匀加速直线运动

教师问：自由落体运动的加速度定义为自由落体加速度或重力加速度，用字母g表示，方向如何?

学生答：方向竖直向下

教师问：自由落体运动的速度公式是什么，位移呢? 学生答：v=gt x=1/2 gt。

八、课堂训练

21、关于自由落体运动，以下说法正确的是( D )

A 质量大的物体自由落体时的加速度大

B 从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动

C 雨滴下落的过程是自由落体运动

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D 从水龙头上滴下的水滴，其下落过程可近似看做自由落体运动

2、伽利略以前的学者认为：物体越重，下落的越快，这种看法被伽利略等一些物理学家否定了，现在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一小铁球，铁球比羽毛先落地，这主要是因为( D )

A 它们的重量不同

B 它们的密度不同

C 它们的材料不同

D 它们受到的空气阻力不同

3(广东高考)关于自由落体运动，下列说法正确的是( C )

A 物体竖直向下的运动就是自由落体运动

B 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动

C 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同

D 物体做自由落体运动时，位移与时间成反比

九、课堂小结

1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

2.特点：只受重力

v0= 0m/s

轨迹：竖直向下的直线

3.自由落体运动实质：

初速度为零，加速度恒定的匀加速直线运动。

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4. 自由落体加速度(重力加速度)

①字母g表示

②是矢量，方向竖直向下

5.自由落体运动规律

h vt=gt

12gt2

十、课后反思

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。

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第五篇：自由落体运动教学设计

一、教学设计理念

1. 本节课主要以实验探究为主，采用多种教学方法进行教学活动，如：直观演示法，示范教学法，读书指导法等。以此多种教学方法提高学生各方面的能力;

2. 本节课以学生为主体，老师为主导，充分体现学生的主体作用，发挥其主观能动性，注重学生实验能力的培养，注重学生科学思维的建立，注重提高学生发现问题解决问题的能力;

二、学情分析

1. 在本节课的学习前，学生已经学过匀变速直线运动，对其有一定的掌握，并会利用打点计时器研究匀变速直线运动。同时在本章第三节“做一做”介绍了光电计时器的原理。因此学生对本节的实验探究有了足够的知识准备;

2. 落体运动很常见，但是对于自由落体运动，学生只停留在感性认识阶段，学生在头脑中存在相异构想，如：重的物体下落快。这对本节内容的学习产生负迁移，不利于物理概念的建立;

三、教材的地位分析

1. 自由落体运动是自然界广泛存在的物体下落运动的理想模型。通过自由落体运动理想模型的建立过程，让学生体验科学的研究方法;

2. 自由落体运动是一种典型的匀变速直线运动，对其进行深入分析与研究可以使学生更加深刻的理解匀变速直线运动，也为后面学习平抛运动打下基础;

四、教学目标

〖知识与技能〗

1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2.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。

3.知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4.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。

5.初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。

〖过程与方法〗

指导学生进行不同层次的实验探究，从探究物体下落快慢与质量的关系开始，接着探究物体自由下落的运动规律和加速度，直到最后利用自由落体规律探究生活中一些自由落体运动的规律。在探究过程中让学生进一步体验科学探究方法：

1.会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

2.会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。

3.善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。

〖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.通过史实，培养学生学会质疑的科学素养。

五、教学重点

1.对空气阻力影响物体下落快慢的理解; 2.通过实验探究自由落体运动性质的过程;

3.掌握自由落体运动的加速度和自由落体运动的实际应用;

六、教学难点

1.对物体自由下落的快慢与轻重无关的理解; 2.探究自由落体运动性质的过程;

七、教具准备

两张相同的薄纸片、牛顿管、硬币大小圆纸板、硬币、信封、打点计时器、铁架台、纸带、质量不同的重物等。

八、课时安排

1个课时。

九、教学内容

1、探究落体运动快慢的影响因素

(一)引入新课

教师问：在日常生活中，我们可以看到，苹果熟透了，就会从枝头上落下来、冬天飘落的雪花、春天的雨水，秋天的落叶，还有我们玩过的蹦极等，这些运动他们都有一个什么样的特点?

生答：都是往下落的。

教师：对!我们再看，枝头上的苹果、树叶，云朵里的雪花、雨水，他们在落下之前的状态，又是处于一个什么样的状态呢?是静止的还是运动的?

生答：静止状态。

教师：没错，所以，我们就把这些由静止状态下落的运动叫做落体运动。

(二)落体运动的思考：

教师：现在，同学们再回想一下生活中的那些落体运动，是不是发现它们下落的速度都有快有慢?

生答：是。

教师：同学们现在猜测一下，是什么原因导致它们的下落速度的不同呢? 生答：空气阻力、重力„„

教师：有很大一部分同学们都觉得是重力的原因，那么，下面我们就来做几个小实验，用重力不同的物体来一起下落，看看他们的落地情况是怎么样的。

(三)实验与探究

实验1：裁一个与硬币大小相同的圆纸板与硬币从同一高度同时自由释放，观察两个物体的下落快慢情况。

实验观察，发现硬币比圆纸板下落快。实验2：将两张相同的薄纸片，一张平铺，一张揉成纸团，从相同的高度同时自由释放，观察两张薄纸的下落快慢情况。

实验观察，发现纸团比薄纸片下落快。实验3：两个相同的硬币，一个装在信封之中，与另一个硬币从同一高度同时自由释放，观察两个物体的下落快慢情况。

实验观察，发现单独的硬币比装在信封中的硬币下落快。

教师：上面的三个实验我们可以看到，第一个实验说明的是中的物体比轻的物体下落要快。但是第二个实验说明的是什么?

生答：一样重的物体下落速度却不一样。教师：很好，那么第三个实验呢? 生答：轻的物体比重的物体下落快。教师：那从这三个实验我们来看看，物体的下落速度和物体的质量有没有关系? 生答：没有关系。

教师：那么同学们说说，物体下落过程中的运动情况与什么因素有关呢?也就是说物体下落的快慢与什么因素有关呢? 生答：空气阻力。

教师：既然是空气阻力影响了物体的下落快慢情况，那如果我们把空气阻力去掉，不同物体的下落情况，又会是什么样子的呢?

生答：„„

教师：同时，这里提到了去掉空气阻力的问题，可是我们的生活到处都充满着空气，同学们想想看，我们要如何才能把这空气阻力给去掉呢?

生答：去外太空、把空气抽出去„„

教师：同学们都想得很不错，那么，根据同学们刚才提出的想法，我这里就拿过来了一个牛顿管，它就是一个封闭的玻璃管的装置，里面有一个铜钱和一根羽毛，我们可以将这个玻璃管之中的空气抽离，就能制造出一个没有空气阻力影响物体的环境出来了。

(四)观察与思考

观察老师在讲台上做的牛顿管实验，一片羽毛和一个硬币的下落，在空气中的落下时硬币要比羽毛快;但是当我们将玻璃管中的空气抽离，即制造出一个真空的环境时，发现硬币与羽毛的下落速度基本一致了。

(五)得出结论

教师：我们看到实验现象，发现在没有了空气阻力的影响之后，硬币与羽毛的下落竟然是一样的了，那同学们一起来说说，这个实验现象说明了什么问题呢?这影响物体运动快慢的因素到底是什么?

学生：影响物体运动快慢的因素是空气阻力。

教师：很好，没有了空气阻力，在只受到重力的情况下，轻重不同的物体下落快慢是相同的。

2.自由落体运动的定义

教师：那么，在这个时候，我们再看看，刚才在牛顿管中的铜钱与羽毛的下落实验中，我们发现它们在下落之前的状态都是怎么样的?

生答：是静止状态。

教师：很好。然后我们再看，它们在下落的过程中受力情况又怎么样的? 生答：受到了重力。

教师：除了重力还有别的力没有? 生答：没有了。

教师：所以，这个时候我们就得出了我们这节课的标题，自由落体运动的概念，请一个同学来归纳一下，什么是自由落体运动。

生答：一个物体，在只受到重力的情况下，由静止开始下落的运动，就叫做自由落体运动。

教师：现在，我们再从它的概念上面来看看，自由落体运动有哪两个特点? 生答：只受到重力;由静止开始下落。

教师：没错，静止开始下落，也就是说它的初速度怎么样? 生答：初速度为零。

教师：同时，我们知道，自由落体运动是排除了空气阻力的影响的。但是我们身边到处都充满着空气，我们只要一运动就一定会受到空气阻力的影响。所以，严格来说，我们生活中存不存在自由落体运动? 生答：不存在。

教师：所以自由落体运动是一个理想模型。但是如果它仅仅只是一个理想模型，它对于我们的生活问题的研究能不能起到作用?

生答：不能。

教师：所以在某些情况下，我们可以把落体运动近似的看成是自由落体运动。那什么情况可以这么近似呢?它需要满足一个什么条件?

生答：当空气阻力很小的时候。

教师：很不错，当G>>F(空气)的时候，我们就可以把落体运动当成是自由落体运动来研究了。

3.探究自由落体运动的性质 (一)提出问题

教师：现在我们已经知道了，什么是自由落体运动，那它又是一种什么样的运动呢?首先，同学们看到它的运动轨迹是什么?

生答：直线。

教师：然后，同学们再说说，它是加速直线运动、减速直线运动，还是匀速直线运动? 生答：匀加速直线运动。

教师：我们前面学习过一种最简单的运动——匀变速直线运动，那么，自由落体运动是不是也是一种匀变速直线运动呢?同学们想一下，我们要根据前面所学过的知识，要如何来求证自由落体运动是否是匀变速直线运动呢?有什么实验装置与方法能够得到吗?

生答：打点计时器的实验。

教师：很好，那这里我们可以看到课本上的44页上面的一个打点计时器的实验，先给同学们1分钟的时间看一下这个实验的步骤。

(二)实验与探究

如书本连接好实验装置，打开打点计时器开关，放开重锤，重锤下落拖着纸带打出一排点。

(三)思考与讨论

教师：现在老师的手上已经有了一条打好了点的纸带，然后，要判断它是不是匀变速直线运动，我们要测量纸带上的什么物理量呢?

生答：相等时间的位移之差为一个恒量。

教师：同时我们要注意对纸带上的点进行测量的时候，应该要将直尺的零点与纸带上的零点对齐，然后记录接下来每个点的刻度，然后通过减法得出每相邻两个点之间的位移。为什么要这样子做呢?

生答：减小实验的误差。

(四)得出结论

通过同学们对纸带上的△X的计算，发现，在误差范围的允许之内，自由落体运动相等时间的位移之差是一个恒量。

教师：所以同学们说说，自由落体运动它是一种什么样的运动? 生答：匀加速直线运动。

教师：对，而且是一种初速度为零的匀加速直线运动。 4.自由落体运动的加速度

教师：那么，现在我们知道了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，那它肯定会有加速度对不对!在这里，我们同样可以用实验来证明，就是刚才我们用打点计时器得到的纸带。前两节课我们学习过一种解题方法通过在纸带上点的位移来求出加速度，是什么方法? 生答：逐差法求加速度。

教师：那么，同学们和老师一起来把我们的桃源一中这里的自由落体运动的加速度求出来，数值是9.78m/s²。并且在同一个地点，不同物体做自由落体运动时的加速度都是相同的，是不变的，是一个恒量。所以，我们就把这个特殊的加速度用字母g表示。同时，在后面学习中，我们将会知道力是物体产生加速度的原因，自由落体运动只受到重力的作用，所以自由落体加速度又叫做重力加速度。那么，重力的方向是什么呢?

生答：竖直向下。

教师：没错，所以重力加速度的方向也是和重力的方向是一致的，也是? 生答：竖直向下。

教师：这呢，我们还需要区别一下竖直向下和垂直向下这两个概念的不同之处。生答：垂直向下是垂直于物体所在的平面，竖直向下是永远垂直于水平面。

教师：刚才我们分析的，都是同一个地点的重力加速度，可是不同地点的自由落体加速度g是不同的。在这里，我们看到书本上第44页中间的表格，列出了不同纬度的地方的重力加速度。同学们可以看看，当纬度不同时，重力加速度还一样么?

生答：不一样了。

教师：是的，那同学们还有没有发现一个什么规律? 生答：赤道的重力加速度最小，两极的重力加速度最大。

教师：是的，我们可以看到，纬度越高，重力加速度越大。另外只要确定了同一纬度是不是重力加速度就一定是相同的了呢?

生答：不一定。

教师：如果我把高度从地表上升到1万米的高空去，它在那里的重力加速度就和我们在地表上测量到的重力加速度不一样了。距离地面越高，重力加速度会越小。所以表格的数据只限于地球表面。同学们可以把这两句话写在书本的表格旁边。

而在地球表面的重力加速度虽然随纬度而变化，可是它都在一个小范围内变化，所以我们平时在做题的时候，会有个固定的取值——g=9.8m/s²。

5.自由落体运动规律

那么，在了解我们了自由落体运动的加速度之后呢，我们下面就来进一步的了解自由落体运动的规律。前面我们已经说过的，自由落体运动的性质是?