教學課題勻變速直線運動實例——自由落體運動所用教材教材名稱：《物理1（必修）》第1冊，第3章3節，第1課時課時安排1課時教學用具紙片、硬幣、牛頓管教學目標知識與技能1．掌握自由落體運動的特點和運動規律；2．運用自由落體運動規律解決有關實際問題；3．知道自由落體運動加速度的方向和大小，知道不同地點的重力加速度不一樣；4．通過探究，知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。過程與方法1．會用理想化的方法比較重力與空氣阻力的大小，識別自由落體運動；2．認識伽利略在研究物體運動時所采用的多種研究方法，體會科學研究方法的價值；情感態度與價值觀1．體會伽利略在探索自然規律過程中的艱辛和科學精神；2．了解伽利略對物體運動的研究在科學發展和人類進步上的重大意義。教學重點掌握自由落體運動的特點和運動規律；知道自由落體運動加速度的方向和大小，知道不同地點的重力加速度不一樣。教學難點知道自由落體運動加速度的方向和大小，知道不同地點的重力加速度不一樣。教學方法實驗法、講授法

板書設計主板書：第3節勻變速直線運動實例——自由落體運動一、定義：二、特點：（1）物體只受重力作用（2）實質：的勻加速直線運動三、重力加速度g1、大小：2、方向：豎直向下四、運動公式五、探索的回眸副板書：公式推導、伽利略思想方法分析以及例題教學過程及內容一、引入課題師：今天我們要學習新的一節自由落體運動。運動會剛結束不久，4*100M接力可以說是運動會的一個高潮，那么我們一般會選擇一個怎樣的運動員來跑第一棒呢？生：跑得快的……師：我們已經選好了4個運動員，都是跑得很快的，應該選擇一個具有什么特點的運動員來跑第一棒呢？體育委員來回答下。生：反應快的。師：我們要如何知道一個人的反應時間呢？現在，我這就有一個可以測同學們的反應時間的尺子，哪位同學愿意來試一試呢？（請一位同學配合實驗）師：現在，我拿著這個尺子的上端，請這位同學把手放在尺子的下端，做好抓住尺子的準備，當看到我放手的時候，你就抓住尺子。生：（配合實驗）師：這個同學的反應時間是0.18秒。同學們想知道我是如何知道這個同學的反應時間的呢？這把神奇的尺子又是如何制作的呢？二、新課教學 1．科學探究——自由落體運動的特點師：通過本節課的學習，就能揭開這把尺子的奧秘。在日常生活中，同學們經常都可以看到物體下落的情景，那么是重的物體下落得快還是輕的物體下落得快呢？生：重的，……師：同學們的觀點是否正確呢？我們來做個實驗，我現在一手拿的是小紙片，一手拿的是硬幣，現在我在同一高度，同時放開這兩個物體，同學們猜測下哪個物體先到達地面呢？生：硬幣。師：也就是同學們都認為比較重的硬幣會先到達地面。那我們試驗一下（做實驗），很明顯跟同學們想的一樣，比較重的硬幣先到達地面，紙片則是慢悠悠的飄落到地面上。那是不是就可以說明越重的物體下落的越快呢？現在，我們再來做個跟上面實驗相對比的實驗，這次我把小紙片捏成紙團，還是在同一高度，同時放開紙團和硬幣，同學們認真觀察哪個物體先到達地面？（做實驗）生：幾乎同時到達地面。師：同樣是這個紙片，捏成團后重并沒有發生改變，下落卻快多了，這是為什么呢？教學過程及內容生：空氣阻力。師：紙團和紙片下落時都受到了空氣阻力，但是兩者受到的空氣阻力的大小是不同的，影響了下落的快慢。所以，空氣阻力是影響物體下落快慢的因素。但是我們要研究的是物體的重與下落快慢的關系，所以我們要把空氣阻力這個因素排除掉。接下來我們就在接近真空的狀態下再進行一次實驗。我這里有個牛頓管，里面有銅片、羽毛、軟木塞，我已經事先將里面的空氣抽出，現在牛頓管中是接近真空的狀態，也就是說在里面運動的物體幾乎不受到空氣阻力的作用。當我把牛頓管立起來的時候，里面的物體就會同時開始下落，同學們認真觀察這物體的下落情況。看哪個物體下落的快呢？（做實驗）生：一樣快或羽毛慢一點。師：我剛才說了，管內只是接近真空的狀態，所以羽毛可能還是會慢一點。現在，我把空氣放進去，大家再觀察下里面物體的下落情況。（放氣實驗）很明顯放入空氣后，羽毛要比其他物體下落得慢的多。通過這個實驗我們就可以得出結論：如果物體都不受到空氣阻力，重力的大小對物體下落的快慢是沒有影響的。我們現在來看下自由落體運動的定義，在課本46頁第2段。物理學中將物體不受其他因素影響，只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。那么從這個定義，我們可以看出自由落體運動有兩個特點：一，只受到重力作用；二，從靜止開始下落，也就是初速度為零。在實際中，下落物體不受到空氣阻力是不可能的，所以自由落體運動只是一種理想化的模型，但是當空氣阻力遠小于物體受到的重力時，我們就可以近似的看做是自由落體運動。所以研究自由落體運動的運動規律，對于我們解決物體下落的問題有著重大的實際意義。接下來我們就來研究自由落體運動的運動規律是怎樣的。上節實驗課，我們已經學習過用打點計時器測量物體的位移和時間，這節課我們介紹一種新的方法——頻閃照相法。頻閃照相法是一種利用照相技術，每間隔一定時間曝光，從而形成間隔相同時間的影像的方法。跟打點計時器是類似的，只是一個是間隔一定時間打點，一個是間隔一定時間曝光。現在請大家來看一個模擬頻閃照相形成圖象過程的課件。頻閃時間間隔為0.1秒，也就是說每秒閃光10次，每閃光一次，記錄一次影像。為了讓大家能看得比較清楚，這個課件模擬的是一個慢動作。生：（觀看課件）師：現在同學們觀察下這個小球下落的軌跡，猜測下這個小球下落是怎樣的運動？很明顯軌跡是一條直線，所以是直線運動。那么是勻速加速還是減速呢？生：加速。教學過程及內容師：在相同時間內所走的位移不斷增大，說明小球在做加速運動。我們剛剛學習過勻變速直線運動，自由落體運動有沒可能就是勻加速直線運動呢？我們現在看下數據，然后通過數據分析，來判斷下自由落體運動是不是勻加速直線運動？我們之前得出過這樣一個結論：在勻加速直線運動中，連續相鄰相等時間間隔的位移差。如果自由落體運動是勻加速直線運動，那么連續相鄰相等時間間隔的位移差應該都是相同的。同學們可以計算一下，看看連續相鄰相等時間間隔的位移差是不是相同的？數值是多少？生：是相同的，數值是9.8cm。師：通過分析我們發現，自由落體運動實質上就是初速度為0的勻加速直線運動。根據，我們可以計算出加速度，T=0.1s，注意把單位化成國際單位制。你們計算出來，把結果告訴我。生：加速度為9.8m/s2。2．自由落體的加速度師：物體自由下落時的加速度就稱為重力加速度，來自地球和物體之間的萬有引力，我們用g表示。通常我們取,估算時取。不同地點重力加速度的大小有所差異，同學們可以看下課本47頁的信息窗，從表格中的數據，可以看出，緯度越高，重力加速度值越大；緯度越低，重力加速度值越小。重力加速度的方向是豎直向下的。既然自由落體運動是初速度為零勻加速直線運動，那么我們學習過的勻加速直線運動的計算公式也就都適用于自由落體運動。現在請一位同學上來，默寫下勻變速直線運動的三個計算公式。生：（默寫公式）師：在自由落體運動中，、a用g表示、s用h表示，我們就可以把公式轉化為。現在大家是不是已經揭開了剛上課時那個實驗的奧秘了呢？那把神奇的尺子是怎么測出我們的反應時間的呢？哪位同學來說一說？生：已知尺子下落的高度h，通過公式就可以計算出時間，也就是我們的反應時間。教學過程及內容3．自由落體運動規律探索的回眸師：接下來我們來了解一下自由落體運動規律發現的過程。在古希臘的時候，哲人亞里士多德認為物體下落的速度與物體受到的重力大小成正比，也就是重物比輕物下落的快。這個觀點在很長一段時間內，一直都沒有人懷疑。直到16世紀末，伽利略對此提出了懷疑。他進行了這樣一翻推理：假設有兩個物體質量分別為m1、m2，m1<m2，如果將這兩個物體拴在一起，質量為m3=m1+m2,根據亞里士多德的觀點則：v1<v2<v3。伽利略卻認為重物會因為有輕物拖住而變慢，輕物卻會被重物拖著而變快，就像大人拉著小孩跑，大人的速度會慢下來，而小孩的速度會變快，也就是說他得出的結果是v1<v3<v2。這兩個結論就產生了矛盾。在這個推理中他使用了歸謬法。通過這個矛盾，伽利略就推斷重物和輕物下落速度不受其受到重力大小的影響。此后，他又提出自由落體運動是勻變速直線運動的猜想。這個猜想在當時的驗證，更體現出了伽利略的才能。我們知道，如果自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動，那么它應該滿足，轉化為，a是一個定值，所以也應該是一個定值。只要測量出是一個定值，就可以證明自由落體運動是勻加速直線運動。可是在當時，自由落體運動的速度太快了，根本無法測量。于是，伽利略就用小球從斜面上滑下的方法來減慢速度，測量發現是一個定值。然后，他就慢慢增大角度，發現依然是一個定值。最后，他將這個結論合理外推至豎直方向，也就是小球做自由落體運動。從而，得出了自由落體運動是勻加速直線運動的結論。4．例題例1：下列說法正確的是（C）A．物體豎直向下的運動，就叫做自由落體運動B．人背著降落傘從空中由靜止落下的運動是自由落體運動C．一羽毛在沒有空氣的環境中從靜止下落的運動是自由落體運動D．用力向下扔一石子，石子的運動是自由落體運動（請四位同學對每項進行分析。）例2：一物體做自由落體運動，經4秒落地，則下列判斷不正確的是（C）A．第4秒初的速度為29.4m/sB．4秒末的速度為39.2m/sC．第4秒內的平均速度為9.8m/s教學過程及內容D．物體下落的高度為78.4m（請四位同學對每項進行計算，強調計算題的解題規范。）課后第1題。三、小結師：我們今天學習了勻變速直線運動的一個實例——自由落體運動，主要要求同學們掌握自由落體運動的特點和運動規律，知道重力加速度的大小和方向。還必須注意的是，自由落體運動是一種理想化的模型，在實際中，當空氣阻力遠小于物