1、自由落體運動詳案【引入主題抓尺游戲】師：這節課我們來學習“自由落體運動”。第一，我們來玩一個測測反響時間的游戲。游戲規則是什么呢？游戲道具是一把尺子，老師用手捏住尺子上端；請一位同學把手放在尺子的下端，要用虎口地點瞄準尺子的零刻度處，用大拇指和食指去準備抓尺。當我開釋時，這位同學馬上去抓尺子。師：老師先請一位男生配合達成這個游戲。（請一位同學登臺）。要認真地捕獲到我放手的瞬時。好，這位同學成功抓住了尺子，請你讀出你抓住尺子地點的讀數。（記錄第一位同學的讀數，重申精準的位數。再請一位女生相同達成抓尺過程）師：老師提到這個游戲能夠測出我們的反響時間。為何這個游戲能夠丈量反響時間呢？我們怎樣經過同學

2、們抓住尺子的刻度計算出反響時間？由于這些問題的解決和我們今日學習的內容“自由落體運動”相關。（一）物體著落的影響要素老師：什么是自由落體運動？歷史上，人們很早就開始了對落體運動的研究，早在古希臘的時候，距今兩千多年前，偉大的哲學家、科學家、教育家亞里士多德就對自由落體運動提出了他的看法：重的物體比輕的物體要著落的快。由于他經過察看發現，石頭比樹葉要落的快。那亞里士多德說的是對的么？我們經過實驗來研究一下。【演示實驗1】老師：這個是硬幣，這個是紙片，誰的質量比較大？（同學們回答：硬幣的質量比較大。）老師：這時老師讓它們從同一個高度靜止開釋，我們來看看誰著落的速度比較快。（演示實驗，硬幣著落的比較

3、快）老師：我們發現誰著落地比較快？（學生回答：石頭著落的比較快）我們看到硬幣比紙片著落地快，是否是考證了亞里士多德的看法。但是他的看法真的對么？我們此刻再來看一個實驗。【演示實驗2】老師：這是一張大紙片，這是一張小紙片，小紙片的質量比較小，老師把小的那張揉成紙團，此刻老師相同讓它們從同一高度靜止開釋，那依據亞里士多德的看法，誰應當著落地比較快？（紙片）同學們認真察看一下誰著落的比較快（演示實驗，紙球比紙先落地。）【問題】依據亞里士多德的看法，質量大的物體比質量小的物體著落的快，但是在這個實驗中，輕的物體比重的物體要著落地快，我們是否是經過實驗就顛覆了亞里士多德的看法。老師：其實像老師今日做的實

4、驗，歷史上早就有人研究過了，他就是我們今日要認識的第二個人物：伽利略。伽利略是怎樣辯駁亞里士多德的呢？伽利略說，亞老師，你說重的物體比輕的物體著落地塊，那我把小石頭的著落速度定義為4，大石頭的著落速度快，那我把大石頭的著落速度定義為把這兩塊石頭連起來，你感覺速度怎么變化？8，此刻我要【問題】：你感覺把這兩個石頭連起來，速度怎么變化？學生：小石頭著落慢，會把大石頭的速度拖慢。老師：這位同學說小石頭會把大石頭速度拖慢，那有其余同學有不同的想法么？亞里士多德但是說過質量越大，速度就越大的。學生：這兩個石頭加起來，質量更大了，速度也應當更大。老師：很好，這個同學從整體的角度出發，兩個石頭連起來，總的質

5、量就更大了，那說明它應當著落的速度更快了。同學們的想法都特別好，我們看到從兩個角度考慮就產生了矛盾，說明亞里士多德的說法是不對的。經過這樣一個例子，伽利略提出他的看法：不論質量大小，物體自由著落時的速度是相同的。伽利略經過設計這樣的實驗來導出相互矛盾的結論，科學上把它稱為歸謬法的思想。那么亞里士多德經過察看獲得的質量越大，速度越大的結論，我們把它叫做察看法。【問題】：但是我們在生活中常常看到重的物體比輕的物體著落地快，那么是什么要素影響物體著落速度的快慢？同學A：空氣的影響。同學B：物體接觸面積不相同。老師：特別好，同學們已經找到物體著落快慢的影響要素了，老師這里有一幅圖同學們能夠認真思慮一下

6、。圖片上是我們很熟習的跳傘。同學們應當都看過跳傘運動的視頻，跳傘者從高空中的飛機上跳下時，下降的速度是否是很大？假如跳傘者沒有打開下降傘，他是否是以很大的速度摔到地面上。那么跳傘者怎么樣才能以較小的速度安全下降呢？對的，他要打開背上的下降傘來減小下降的速度。在下降傘打開前后跳傘者的總質量是不變的，那么為何打開下降傘能使得他的速度減小呢？就是由于打開下降傘增大了空氣阻力的作用。老師：那么我們此刻從實驗的角度研究空氣阻力是怎樣影響物體著落的，叫做牛頓管實驗。老師此刻給同學們做一個實驗，演示實驗4：“牛頓管”實驗老師：老師這里有一根玻璃管，這個玻璃管不是一般的玻璃管，它有一個名字叫“牛頓管”，它一端

7、關閉，一端帶相關閉的氣嘴，能夠經過抽氣的裝置將里面抽成真空。管里面放有一個金屬片和一片羽毛。這根牛頓管已經被抽成湊近真空的狀態了。這時候老師要把磁鐵拿開，同學們認真察看在幾乎不受空氣阻力作用時，羽毛和硬幣的著落狀況（翻轉牛頓管，羽毛和硬幣著落）。同學們察看到什么現象？對，羽毛和硬幣同時著落。老師：假如同學們沒有看清楚著落狀況，老師這邊有一個更清楚更擁有震驚力的視頻（給同學們觀看視頻，大的真空玻璃管內羽毛和鋼球從靜止開始同時著落究竟部）老師：我們看到在真空裝不論質量大小，物體著落都是相同快的，那在有空氣阻力的狀況下物體著落狀況是怎么樣的呢？這時老師要打開進氣閥，玻璃管里開始充氣了，你們認真察看羽

8、毛在進氣的氣流中的運動，說明玻璃管里漸漸灌進空氣。好，這時候“牛頓管”里已經充滿空氣了。這時候老師把磁鐵拿開，讓兩個物體同時從靜止著落，同學們認真察看此時管中羽毛和金屬片的著落狀況（翻轉牛頓管，羽毛和金屬片著落）。同學們看到了什么現象？對，金屬片比羽毛著落地快。我們能夠察看到在真空中羽毛和金屬片幾乎是同時著落的。所以空氣阻力才是影響物體著落的主要要素。（二）自由落體運動的定義及特色老師：在牛頓管的實驗中，我們看到質量不同的物體在幾乎不受空氣阻力影響的狀況下著落的速度是相同快的。所以我們給出自由落體運動的定義：物體僅在重力作用下，從靜止開始著落地運動，叫做自由落體運動。老師：我們需要認真思慮一下

9、“自由”這兩個字的含義，假如我們剛開始就給他一個初速度，它是否是就不自由了。假如存在空氣，物體與空氣分子不停碰撞也會遇到阻擋作用，是否是也不自由了。所以掌握自由落體運動的定義，自由是重點。依據自由落體運動的定義，我們能夠總結出自由落體運動的哪些特色？老師：特別好，沒有初速度，也就是初速度為零，還有僅受重力作用，不受空氣阻力的影響。：老師：同學們想想，在地球表面存在沒有空氣阻力的狀況么？沒有，是吧。地球表面是被一層大氣層包裹著的。所以現實生活中在地球表面從高處著落的物體都遇到空氣阻力的作用。但是假如物體遇到的重力遠遠大于空氣阻力，好多時候空氣阻力就能夠忽視不計。自由落體運動是一個理想化模型，在現

10、實狀況中我們研究的問題常常比較復雜，一般有很多要素共同影響，所以我們能夠經過必定的理想化辦理，當阻力相對于重力可忽視不計時，我們能夠近似把物體的著落運動看作是自由落體運動。老師：密度比較大的物體比方像石頭，金屬球等物體的自由著落能夠當作自由落體運動么？學生：能夠。老師：但是對于像棉花，紙片這些物體呢？學生：不可以夠，它們遇到的空氣阻力與自己重力對比不可以忽視不計，所以不可以看作是自由落體運動。老師：其實物體所受的空氣阻力與速度大小仍是密切相聯的，速度越大物體遇到的空氣阻力就越大，所以就算是對于石塊或是金屬球，當他們從很高的地方著落時，速度大于必定值，它們遇到的空氣阻力已經不可以忽視不計，所以也

11、就不可以將它們的運動作為自由落體運動辦理。（三）自由落體運動的規律1）初速為0的勻加快直線運動【引入】之我們已經學習了自由落體運動的定義，知道它是只受重力作用從靜止著落的運動，那自由落體運動的規律是什么？：我思慮一下自由落體運的特色，從靜止開始著落，物體的初速度0。直看出跡是直，并且運速度愈來愈快，我能夠怎樣猜？學生：勻加快直運。：我能夠判斷是加快運，那什么猜是勻加快呢？我需要用到以前學的哪一條公式去判斷？生：?s=aT2：?s=aT2表示做勻加快直運的物體在相相同隔內的位移差定，個公式也叫做勻加快直運的判斷式，足個關系的就是勻加快直運。所以我是否是能夠利用個公式自由落體運勻加快直運。：運用?

12、s=aT2個公式，我要相隔相同T物體一系列的地點，同學能想到我以前學的哪一個知？學生：影。：了足物體做自由落體運的條件，我體大，量小的物體做自由落體運，用照相的方式物體的運地點，獲得個照片。我就能夠依據照片拍隔和照片上物體地點的量所供給的信息來研究。：老出了一幅自由落體運的照片，我一同做一下。依據幅的自由落體運的照片，一運是勻加快直運。（片s1,s2,s3）：怎樣算各個相等隔的位移差？學生：下一段位移減上一段位移。：（在ppt上示表格，與算果，明?s的在差允范內相同，差存在的原由是量精度的）：我是否是能夠獲得：自由落體運是勻加快直運，并且是一種初速度0的勻加快直運。：通?s=aT2，我是否是也

13、能夠算出金屬球自由著落的初速度？（數據算，范學生的算程，算獲得大小s2）2）重力加快度g：自由落體運的加快度，我把它叫做重力加快度，用符號g表示。加快度既有大小又有方向，那自由落體運的加快度，方向是怎么的？生：直向下。老：我算出的加快度大小s2，可能是空氣阻力的影響或是其余干要素影響。科學家通大批的量獲得重力加快度大小s2左右，一般狀況下我能夠取10m/s2算。：我做自由落體運的物體在同一地點著落的快慢與量沒關，也就是不同物體在同一地點重力加快度的大小都是一的，但是在不同度的地域，或許是同一度不同海拔的地方，重力加快度有稍微的差別，我看個表格。：表中能夠看出：不同度地域的重力加快度稍有不同，越

14、湊近赤道，就是度越低的地方，重力加速度越大，越湊近兩極，就是度越高的地方，重力加快度g越大。同學可能得g隨度的化很小，仿佛沒什么影響。但曾洋的運，g的個差別曾商人來很大的困。于萬噸的從兩極運物到赤道的，因物重量，大體就能造成快要100多萬元的失。老：g的大小不隨度的增大而增大，g會跟著海拔高度的增高而減小。（同一個例子學生理解g隨海拔化的程度）3）自由落體運律的數學公式：我自由落體運就是一種特別的勻加快運，并且自由落體運的加快度是特定的重力加快度g，那么我是否是就能夠依據勻加快直運的運方程來寫出自由落體運的運方程了？于初速度0的勻加快直運，運方程是什么？生：v=atS=1at222as=v2生

15、：=vgth=vt/2h=1/2gt2：我之用把勻加快直運運方程里的初速度v0取0，加快度a取g，就能獲得自由落體運的運方程了。（教板：v=gt;h=vt/2；h=1/2gt2）：在我研究出了自由落體運的律，并獲得了運公式，我回到開始我玩的抓尺游，在同學能不可以出個游能夠量反的原理是什么？生：我能夠依據尺子著落的高度來算反應。運用哪一個運公式？生：h=gt2/2：在黑板上寫出的算程。4）伽利略的科學研究方法師：我們這節課在研究自由落體運動的規律時，運用了頻閃拍照的技術。我們還能夠用DIS實驗研究速度與時間的的關系相同能夠研究獲得自由落體運動的規律。但是伽利略早在幾百年前就最初開始了自由落體定律

16、的研究。并且他最初提出了一套特別重要的科學研究方法，我們打開書籍第47頁，看看愛因斯坦是怎樣評論伽利略的科學研究方法的：他說：“伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，并且標記著物理學的真實開始”。師：我們看到愛因斯坦對于伽利略的貢獻賜予了高度的評論，物理是以實驗為基礎的，伽利略是第一個謹慎的科學研究實驗研究世界規律的科學家，那我們來看看伽利略所提出的科學研究方法包含哪幾個部分。第一是提出問題，假定猜想，而后是數學推理，實驗考證，合理外推階段，最后是獲得結論階段。我們看在研究自由落體運動規律的過程中，伽利略是怎么經歷這幾個科學研究階段的。師：提出問題：自由落體運動

17、的規律是什么？伽利略從斜面實驗出發，假定自由落體運動是勻加快直線運動，經過數學推理伽利略獲得假如斜面上小球的速度是平均增添的，它的位移必定與時間的平方成正比，而后他經過上百次的實驗，不停改變斜面傾角和小球的“質料”都考證了“位移與時間平方成反比”的關系，小球在斜面上的運動為勻加快直線運動。以這些實驗為基礎，他對于大傾角的狀況作了合理外推，特別是當傾角為90時，也就是自由落體狀況，小球的運動為勻加快直線運動。師：伽利略在當時沒有我們此刻這樣先進技術的條件下經過自己發現的這一套科學研究方法就研究出了自由落體運動的規律，伽利略提出的這一套科學研究方法很重要，我們以后在實驗時會常常經歷這一個科學研究的過程。【講堂總結】師：此刻我們來一同往返首小結一下我們今日這節課所學的知識。我