高中物理第2章2.5自由落体运动教案新人教版必修

4 自由落体运动[学习目标] 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特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．(重点) 3.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．(难点) 4.了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想．一、自由落体运动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(1)运动性质：初速度等于零的匀加速直线运动． (2)受力特点：只受重力作用．(3)物体下落可看作自由落体运动的条件：在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可当作自由落体运动来处理．二、自由落体加速度1．定义：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，通常用g 表示．2．方向：竖直向下． 3．大小(1)在地球上的同一地点：一切物体自由下落的加速度都相同．(2)在地球上不同的地点，g 的大小一般是B(A.相同 B ．不同)的，g 值随纬度的增大而逐渐增大．(3)一般取值：g ＝9.8_m/s 2或g ＝10_m/s 2. 4．自由落体的速度、位移与时间的关系式v ＝gt . x ＝12gt 2.三、伽利略对自由落体运动的研究1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．2．猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t 2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.(3)斜面倾角一定时，判断x∝t 2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t 2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而得到了自由落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动．(×)(2)物体在真空中一定做自由落体运动．(×)(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动．(√)(4)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大．(√)(5)自由落体加速度的方向垂直于地面向下．(×)2．(多选)在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下落，下列说法中正确的是( )A．重的石块先着地B．轻的木块先着地C．在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和位移D．二者在下落这段时间内的平均速度相等CD[在忽略空气阻力的情况下，只在重力作用下由静止释放的物体的运动可以看作自由落体运动，快慢程度与质量无关，运动情况是一样的，同时落地，A、B错，C对；由平均速度的定义可知，D对．]3．下列哪位科学家首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推动了人类科学的发展( )A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．爱因斯坦B[在物理学发展史上，伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，有力地推动了人类科学的发展．]研究自由落体运动1.对自由落体运动的理解(1)自由落体运动的条件：①运动条件：初速度为零．②受力条件：除重力外不受其他力的作用．(2)自由落体运动是一种理想化模型．①这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动．②当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动．如在空气中石块的自由下落可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动．(3)自由落体运动的图像：自由落体运动的v­t图像(如图所示)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.2．研究自由落体运动的方法(1)利用打点计时器进行研究．(2)利用频闪照片进行研究．3．自由落体运动的重要推论(1)整个自由落体运动的平均速度v 等于末速度v 的一半，也等于中间时刻的瞬时速度v t 2，即v ＝v 2＝v t 2.(2)在连续相等的时间(T )内位移之差为一恒定值，即Δh ＝gT 2.(3)自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，因此其规律与初速度为0的匀加速直线运动相同，即：x ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2＝2gh .【例1】 如图所示，有一根长为l ＝0.5 m 的木棍AB ，悬挂在某房顶上，它自由下落时经过一高为d ＝1.5 m 的窗口，通过窗口所用的时间为0.2 s ，求木棍B 端离窗口上沿的距离h .(不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2)思路点拨：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．木棍下端到达窗口上沿的位移为h ，根据位移公式列出h 与所用时间的关系式．木棍上端到达窗口下沿的位移为h ＋d ＋l ，列出其与所用时间的表达式，再联立求解h .[解析] 设木棍B 端下落到窗口上沿所用的时间为t ，则A 端下落到窗口下沿所用的总时间为t ＋0.2 s ，B 下落到上沿有：h ＝12gt 2①，A 下落到下沿有：h ＋d ＋l ＝12g (t ＋0.2 s)2②，①②联立得：t ＝0.9 s ，h ＝4.05 m.[答案] 4.05 m处理自由落体运动问题时，首先要善于根据题意，灵活运用公式，特别是注意如下特殊问题的求解：对于不可以看作质点的物体的运动，比如铁链自由下落，计算经过某点所用的时间时，由于它有一定的长度，经过这一点时不是一瞬间，而是一段时间，解决这类问题的关键是选准研究过程，找准与这段研究过程的起点和终点相对应的位移，解答过程中应借助示意图，搞清楚物体运动的过程，从而达到解决问题的目的.1．“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是( )A ．时间相同，加速度相同B ．时间相同，加速度不同C ．时间不同，加速度相同D ．时间不同，加速度不同A [轻重不同的物体在牛顿管中不受空气阻力，做自由落体运动，所以加速度相同，都为g ；因高度相同，根据h ＝12gt 2知运动时间相同．故A 正确，B 、C 、D 错误．]重力加速度与重力加速度的测量1.(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生． (2)大小一般计算可取g ＝9.8 m/s 2或g ＝10 m/s 2，没有特殊说明时，按g ＝9.8 m/s 2计算． 重力加速度的大小与在地球上的位置及距地面的高度有关与纬度的关系在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别很小与高度的关系在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小，但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变下是指与水平面垂直．只有在赤道或两极时重力加速度才指向地心．2．重力加速度的测量 (1)打点计时器法①利用如图所示装置，让物体自由下落打出点迹清晰的纸带． ②对纸带上计数点间的距离x 进行测量，利用g ＝x n －x n －1T 2，求出重力加速度．(2)频闪照相法①频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图所示)．②根据匀变速运动的推论Δh ＝gT 2可求出重力加速度g ＝Δh T 2.也可以根据v t 2＝v ＝x t ，求出物体在某两个时刻的速度，由g ＝v －v 0t，可求出重力加速度g . (3)滴水法如图所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去．用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h ，再测出每滴水下落的时间T ，其方法是：当听到某一滴水滴落在盘上的同时，开启停表开始计时，之后每落下一滴水依次数1、2、3…，当数到n 时按下停表停止计时，读出停表示数t ，则每一滴水下落的时间为T ＝t n，由h ＝12gT 2得g ＝2h T 2＝2n 2ht2.由于h ＝12gT 2，则h ∝T 2.因此先画出h ­T 2图像，利用图线的斜率来求重力加速度更准确．【例2】 用滴水法可以测定重力加速度的值．方法：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴连续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落．首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用停表计时，计时方法：当听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2,3…”，一直数到“n ”时，按下停表按钮停止计时，读出停表的示数为t .(1)写出用上述所测量数据计算重力加速度g 的表达式： ________________.(2)为了减小误差，改变h 的数值，测出多组数据，记录在表格中(表中t ′是水滴从水龙头口到A 板所用的时间，即水滴在空中运动的时间)，请在图所示的坐标纸上作出适当的图像，并利用图像求出重力加速度g 的值：g ＝________m/s 2.(保留2位有效数字)次数 高度h /cm 空中运动时间t ′/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 650.120.32思路点拨：①滴水的周期与记录的水滴声次数n 的关系：t ′＝tn －1.②水滴下落高度h 与水滴下落时间t ′的关系：h ＝12gt ′2.[解析] (1)滴水的周期就是水滴下落的时间，所以t ′＝tn －1，由h ＝12gt ′2得g ＝2(n －1)2ht2. (2)描点如图所示，求出斜率k ＝ht ′2＝12g ， 解得g ＝9.8 m/s 2.[答案] (1)g ＝2(n －1)2ht2(2)图见解析 9.8根据实验求重力加速度的四种方法(1)利用相邻的、相等的时间间隔的位移差相等，且为一定值，即Δh ＝gT 2，则g ＝Δh T2.(2)可由位移公式h ＝12gt 2求得．利用刻度尺量出从初始位置到某点的位移，若已知发生这段位移的时间，则g ＝2ht2，可以找多个点，多次求g 值，再求平均值．(3)可利用速度公式v ＝gt 求得．利用平均速度求某一点的瞬时速度，并已知自由下落的物体经过该点的时间，则由g ＝v t解得，当然也可找多个点，多次求瞬时速度及g 值，再求平均值．(4)利用多次求得的瞬时速度，画出v ­t 图像，根据图线的斜率求得g .2．甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为________s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：_______________________________________________________ ______________________________________________________. [解析] (2)根据自由落体运动的规律， 得L －L 1＝12gt 2，解得t ＝2(L －L 1)g.(3)将g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ＝0.300 m ，L 1＝10.4 cm ＝0.104 m ，代入t ＝ 2(L －L 1)g得t ＝0.20 s.(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子． [答案] (2) 2(L －L 1)g(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子伽利略对自由落体运动的研究1.伽利略对自由落体运动的研究(1)过程：问题―→猜想―→数学推理―→实验验证―→合理外推―→得出结论 (2)思想方法：实验和逻辑推理相结合． 2．伽利略的研究方法(1)运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断． (2)提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动的假说．【例3】 (多选)如图所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是( )A ．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论B ．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论C ．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D ．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 思路点拨：①理解伽利略设计“冲淡”重力的斜面实验的原因． ②明确斜面实验的过程及结论是如何获得的．AC [伽利略探究自由落体运动时，让小球从斜面上滚下，此时可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后合理外推到斜面竖直的状态，故正确选项为A 、C.]3．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中不正确的是( ) A ．在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快B ．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C ．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D ．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来 B [伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快，故A 正确．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行合理外推得到的，故B 错误．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，故C 正确．伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理，伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，故D 正确．]课堂小结知识脉络1.亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快．伽利略的观点：重物与轻物下落得同样快．2．物体做自由落体运动的条件：(1)只受重力作用；(2)从静止开始运动． 3．纬度越高，重力加速度越大；海拔越高，重力加速度越小．4．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，基本运动学公式为：v ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2＝2gh .1．(多选)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为( )A ．铁钉比棉花团重B ．棉花团受到的空气阻力不能忽略C ．棉花团的加速度比重力加速度小D ．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大BC [铁钉受到的空气阻力与其重力相比较小，可以忽略，而棉花受到的空气阻力与其重力相比较大，不能忽略，所以铁钉的下落加速度较大，而它们的重力加速度是相同的，故只有B 、C 正确．]2．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论是( )A ．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B ．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关B [伽利略在著名的斜面实验中得出倾角一定时，xt2的比值保持不变，推出小球在斜面上的速度与时间成正比，选项A 错误，选项B 正确；倾角不同，x t2的比值不同，即斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，且倾角越大，速度越大，所用时间越短，选项C 、D 错误．]3．一个小石块从空中a 点开始做自由落体运动，先后经过b 点和c 点．已知石块经过b 点时的速度为v ，经过c 点时的速度为3v ，则ab 段与bc 段的位移之比为( )A ．1∶3B ．1∶5C ．1∶8D ．1∶9 C [ab 段的位移为x ab ＝v 22g ，bc 段的位移为x bc ＝(3v )2－v 22g ＝8v 22g，所以x ab ∶x bc ＝1∶8，选项C 正确．]4．伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：①让滑块从离挡板某一距离s处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流出均匀稳定)；③记录下量筒收集的水量V；④改变滑块起始位置离挡板的距离，重复以上操作；⑤测得的数据见表格．次数12345 6s(m) 4.5 3.9 3.0 2.1 1.50.9V(mL)9084625240(1)A．水箱中水的体积B．水从水箱中流出的速度C．滑块下滑的时间D．滑块下滑的位移(2)小组同学漏填了第3组数据，实验正常，你估计这组水量V＝________mL；若保持倾角θ不变，增大滑块质量，则相同的s，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)；若保持滑块质量不变，增大倾角θ，则相同的s，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)下面说法中不属于该实验误差来源的是________．A．水从水箱中流出不够稳定B．滑块开始下滑和开始流水不同步C．选用的斜面不够光滑D．选用了内径较大的量筒[解析](1)关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定地流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中收集的水量可以间接测量时间，选项C正确．(2)该运动是匀变速直线运动，位移与时间的二次方是成正比，即位移与体积的二次方是成正比．小组同学漏填了第3组数据，实验正常，这组水量V＝73 mL；若保持倾角θ不变，增大滑块质量，滑块的加速度不变，则相同的s，水量V将不变；若保持滑块质量不变，增大倾角θ，加速度将增大，则相同的s，时间减小，水量V将减少．(3)本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于距离测量的不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步．[答案](1)C (2)73 不变减小(3)C。

第4节自由落体运动核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任1.知道自由落体运动的条件。

2.知道自由落体加速度的大小和方向。

1.通过自由落体运动模型的建构，体会伽利略对自由落体运动的研究方法，领悟伽利略的科学思想。

2.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。

1.通过实验测量自由落体加速度的大小。

2.利用自由落体运动规律测量人的反应时间。

培养实事求是的态度，增强运动规律服务生产生活的意识。

知识点一自由落体运动[观图助学]1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

（1）运动性质：初速度等于零的匀加速直线运动。

（2）受力特点：只受重力作用。

不受其他力在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，在有空气的空间，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作自由落体运动。

[思考判断]（1）物体从静止下落的运动是自由落体运动。

（×）（2）只在重力作用下的运动是自由落体运动。

（×）（3）空气中从静止释放的铁球的运动可以看作自由落体运动。

（√）,亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落的快运动员打开降落伞下落时，受到的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。

知识点二自由落体加速度[观图助学]同一地点重力加速度g的大小是相同的，在地球的不同地方，g的值略有不同。

如果没有特别说明一般按9.8 m/s2计算。

1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。

这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。

2.方向：竖直向下。

（1）一般g＝9.8 m/s2，粗略计算g＝10 m/s2。

（2）g值随纬度升高而增大，随高度升高而减小。

[思考判断]（1）重力加速度的方向总是垂直向下的。

（×）（2）赤道上的重力加速度比两极点的大。

（×）（3）重力加速度的大小与物体的质量无关。

（√）,（1）重力加速度大小并不是恒定的。

重力加速度大小与物体的质量、运动状态、受力情况无关，与物体在地球上的纬度以及高度有关。

2.5《自由落体运动》教学设计（刘堂锦浙江省三门中学物理组）一．教学设计思路基础教育课程改革倡导教学方式多样化，根据学习内容和目标的不同，采用多样化的学习方式和现代化的教学手段，使学生的学习成为主动、富有个性的过程。

那么，在物理教学中，应该通过多样化的方式，激发学生的内在动机，促进学生自主学习；通过不同形式的探究，理解科学本质、学习科学技能，体验科学过程与方法，形成科学态度，激发对科学的爱好和尊重，培养创新意识和实践能力，从而提高科学素养；通过在恰当的时机设置一些活动，通过合作学习的方式，从而促进其合作、创新精神，提高其交往、承受能力，培养其竞争、平等意识。

总之，在整个教学设计中，突出有效的学习方式，让我们的学生在获取物理知识的同时，掌握科学方法，提高科学素养，成为一个有创造力的人。

二．前期分析“自由落体运动”是人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理1》（必修）第二章匀变速直线运动的研究中第五节的内容。

本节首先把生活中常见的落体运动，采用抓住主要因素，忽略次要因素的方法抽象出自由落体运动这一理想化模型，然后通过实验探究分析得出自由落体运动的性质和规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。

通过本节课的学习，学生不仅要知道自由落体运动的条件，还要理解自由落体加速度，并且掌握自由落体运动的规律，还能运用规律解决一些实际问题；体会理想化研究方法的重要意义，经历探究物体运动的过程，熟悉科学探究的方法和步骤。

由于学生在学习本节之前已经掌握了匀变速直线运动的规律并能够熟练应用，学生往往看轻自由落体运动模型建立，运动性质的探究过程，更加看重的是其运动规律的应用；另外学生受日常经验的影响，对物体下落的运动普遍存在重快轻慢的错误认识；还有结合高一学生的抽象思维能力、物理思维方法和能力等正处于形成和发展的阶段，在研究方法和探究过程中还缺乏应有的能力。

所以，应尽可能的使设计的演示实验具有针对性，设计的问题具有启发性。

自由落体运动教案教案：自由落体运动目标：学习和理解自由落体运动的基本概念、物理规律和相关计算方法。

前导知识：学生已经掌握物体运动的基本概念、匀速直线运动和加速直线运动的知识。

教学步骤：1. 导入：通过提问的方式回顾和复习前导知识，引起学生的兴趣和思考。

例如，“请问如果我们从高处将一个物体自由落下，它会以什么样的速度下落？有什么可以解释它下落所遵循的规律吗？”2. 概念讲解：简要介绍自由落体的概念和基本规律。

解释自由落体是指在无外力作用下，物体只受重力作用下落的运动，下落的过程中物体速度逐渐增大，并且加速度恒定为重力加速度g。

3. 实验观察：进行实验，通过观察自由落体物体的运动过程，让学生直观地感受和理解自由落体运动的特点。

可以使用简单的实验器材，如下落物体和计时器。

4. 计算练习：进行自由落体运动的相关计算练习，巩固学生对规律的理解。

包括计算物体在自由落体过程中的速度、时间和位移等。

5. 问题讨论：提出一些自由落体运动的问题，引导学生思考和讨论，进一步加深对于自由落体运动的理解。

例如，“自由落体物体达到地面时速度是否为最大值？为什么？”、“如果在自由落体运动中加入一个水平初速度，物体会有什么变化？为什么？”6. 总结：归纳总结自由落体运动的基本概念、物理规律和计算方法，并进行简短的课堂总结。

7. 拓展应用：提供一些拓展应用题目，让学生应用所学知识解决实际问题，培养学生的综合应用能力。

8. 课堂小结：对本节课的内容进行总结，并给予学生一定的反馈和评价。

教学资源：- 实验器材：下落物体、计时器- 自由落体运动相关的计算题目和讲义- 白板笔等辅助教学工具。

一、教学目标1. 让学生理解自由落体的概念，了解物体在重力作用下的运动规律。

2. 让学生掌握自由落体运动的公式和计算方法。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 自由落体的定义2. 重力对物体运动的影响3. 自由落体运动的公式4. 自由落体运动的计算方法5. 自由落体运动在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：自由落体运动的公式和计算方法。

2. 教学难点：自由落体运动在实际中的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生探究自由落体运动的规律。

2. 利用多媒体动画演示自由落体运动，增强学生的直观感受。

3. 结合实际案例，让学生学会运用物理知识解决实际问题。

五、教学过程1. 导入：通过提问，让学生回顾之前学过的平面运动知识，为新课的学习做好铺垫。

2. 讲解自由落体的定义，让学生了解物体在重力作用下的运动特点。

3. 讲解重力对物体运动的影响，引导学生理解自由落体运动的规律。

4. 推导自由落体运动的公式，并讲解计算方法。

5. 利用多媒体动画演示自由落体运动，让学生直观地感受运动过程。

6. 结合实际案例，让学生运用自由落体运动的公式和计算方法解决问题。

7. 总结本节课的主要内容，布置课后作业，让学生巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对自由落体运动概念的理解程度。

2. 课后作业：布置有关自由落体运动的计算题，检查学生掌握公式和计算方法的情况。

3. 课堂讨论：组织学生讨论自由落体运动在实际中的应用，评估学生运用知识解决问题的能力。

七、教学资源1. 多媒体动画：用于演示自由落体运动，增强学生的直观感受。

2. 教学课件：展示自由落体运动的公式和计算方法。

3. 实际案例：提供有关自由落体运动的实际问题，供学生讨论和解决。

八、教学进度安排1. 第一课时：讲解自由落体的定义和重力对物体运动的影响。

2. 第二课时：推导自由落体运动的公式和计算方法。

3. 第三课时：利用多媒体动画演示自由落体运动，结合实际案例讲解应用。

高中物理 2.5 自由落体运动学案新人教版必修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特点，建立重力加速度的概念、知道重力加速度的大小、方向、(重点)3、掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题、(难点)一、自学自测1、定义：物体只在重力作用下从开始下落的运动、2、做自由落体运动的条件：(1)(2)3、运动性质：4、自由落体加速度（1）、定义：（2）、方向：（3）、大小：6、一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为（）A、铁钉比棉花团重B、棉花团受到的空气阻力不能忽略C、棉花团的加速度比重力加速度小D、铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大7、关于自由落体运动，下列说法正确的是()A、自由落体运动是一种匀变速直线运动B、物体刚下落时，速度和加速度都为零C、物体的质量越大，下落时加速度就越大D、当地重力加速度为9、8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9、8 m/s二、自研自悟（一）、自由落体运动规律探究：1、打点计时器法：(1)按如图2－5－2所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹、 (2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小、2、实验结论：（二）规律应用例1、一个物体从45m高的地方静止释放，做自由落体运动，（g取10m/s2）求：（1）到达地面时的速度（2）下落最后1s 内的位移例2、一个自由落下的物体在最后1 s内落下的距离等于全程的一半，计算它降落的时间和高度？取g=10m/s2三、自练自提1、关于重力加速度的说法中，不正确的是（）A、重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g 取9、8m／s2B、在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C、在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D、在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小2、从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是（g取10m/s2，不计空气阻力）（）A、b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/sB、a球接触地面瞬间，b球离地高度为45mC、在a球接触地面之前，两球的速度差恒定D、在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定3、不计空气阻力，同时将一重一轻两石块从同一高度自由下落，则两者（）①在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度；②在下落这段时间内平均速度相等；③在1 s内、2 s内、第3 s 内位移之比为1∶4∶9；④重的石块落得快，轻的石块落得慢。

高中物理自由落体运动教案大全自由落体运动源于地心引力，物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动(其初速度为Vo=0m/s)譬如用手握住某种物体，不施加任何外力的理想条件下轻轻松开手后发生的物理现象。

接下来是小编为大家整理的高中物理自由落体运动教案大全，希望大家喜欢!高中物理自由落体运动教案大全一【教学目标】一、知识与技能1.知道什么是自由落体运动。

2.知道什么是重力加速度，知道重力加速度的方向和通常的取值。

3.会应用相应的运动学公式解答有关自由落体运动的问题。

二、过程与方法调动学生积极参与讨论的兴趣，培养学生逻辑思维能力及表述方法。

三、情感态度与价值观利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘素材更深层次的含义。

【教材分析】教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这体现了物理学从简单问题入手，用理想化的方法处理实际问题的方法。

研究自由落体运动时，给出了频闪照相机的照片，但没有作定量的详细分析，只要求从图上看出物体越落越快，物体作加速运动即可。

教材为了简便，援引伽利略的研究结果，直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度的讲述，也比较适合学生的思维习惯，根据实验在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面的事实。

由h=1/2at2知它们的加速度必相同，所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析。

【教法建议】可以按照教材安排的顺序，在讲解的同时，通过演示实验，边讲边议，如果学生条件许可，可采取讨论式的教法。

【教学重点】认识自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动，并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题。

【教学难点】自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。

【实验器材】牛顿管、橡皮块、两张相同的纸。

【教学过程】一、自由落体运动1.思考与讨论：(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一张纸和一块橡皮下落的现象)师：是否一定是重的物体下落的快?在17世纪时著名物理学家伽利略就用一种巧妙的推理方法来进行推理：①假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。

2.5 自由落体运动教学设计（一）整体设计自由落体运动是一种理想化模型，在高中物理教学中具有特殊的地位.在知识上它是匀变速直线运动的一个特例，在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法.在整个必修一教学的安排上，匀变速运动的教学重点在于规律的应用，自由落体运动的新课教学则要向学生介绍用现代先进教学仪器研究自由落体运动的规律特征，有利于学生站在一个现代新科技的角度观望历史人物对自由落体的研究，体会近代物理的先驱伽利略是如何进行研究的——这是向高中学生首次介绍伽利略的物理学研究方法的教育，它在整个高中物理教学中具有特殊重要的意义.本课程的教学设计要解决两个问题，一是怎样引入课题和分析论证课题；二是介绍自由落体运动规律以及用打点计时器实验时的注意事项.这两个问题是统一的，前者是教学的组织，即课程进展的形式；后者是课题内容本身，这两者的结合便是本课的教学任务.教学重点自由落体运动的规律.教学难点自由落体运动规律的得出.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念；2.掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题过程与方法1.培养学生的观察能力和逻辑推理能力；2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；3.通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力.情感态度与价值观1.充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态.2.利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材.课前准备木架、小球、细线、牛顿管、硬币、羽毛、纸片（多张）教学过程导入新课情景导入教师两手分别拿一小球和纸片，从相同的高度释放两物体.提出问题：小球和纸片谁先落地呢？这说明什么问题呢？是不是说重的物体比轻的物体落地比较快呢？我们这节课就来研究这个问题.故事导入一位普通的妈妈，身体纤弱，轻声细语，几乎不爱好任何的体育运动.一天，她出门去买东西，孩子和保姆留在家里.保姆拉过一张桌子放在窗户前，让孩子自己趴在桌子上玩，自顾自地做其他事情去了.当妈妈的身影在远方出现的时候，孩子兴奋地手舞足蹈起来，他伸出小手想去拥抱那个熟悉的身影，大半个身体顿时悬在半空中.孩子不会理解自己身处的险境，希望妈妈立刻把他抱进怀里.于是，五楼的窗口上，小男孩变得像小鸟一样轻盈，他张着翅膀向着妈妈飞过去.周围的人们都目睹了这一幕：远处的妈妈只感觉自己变成了一支箭飞快地奔向一栋大楼，然后准确地接住了从楼上掉下来的一个小男孩.闻讯赶来的消防队员对这一幕的发生简直难以置信，按照他们的计算，用那么短的时间从女人当时所处的位置跑到楼下是不可思议的，连最优秀的消防员也无法达到那样的速度.你能根据当时的情景测出这位伟大母亲的奔跑速度吗？需要知道哪些物理量呢？复习导入复习旧知：1.匀变速直线运动的规律⎪⎩⎪⎨⎧+=+=20021at t v s at v v t 2.推论①v t 2=v 02+2as ；②v =20t v v +=2t v ；③v 0=0 s 1∶s 2∶s 3=1∶4∶9 s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ＝1∶3∶5我们今天应用这些知识研究一种常见的运动——自由落体运动.演示：硬币和纸片分别从同一高度由静止开始同时下落，观察下落速度，从表面上看得到结论：“物体越重，下落得越快”.是这样吗？推进新课一、自由落体运动在现实生活中，不同物体的下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗？教师设疑：重的物体一定下落得快吗？你能否证明自己的观点？合作探究取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片，把其中一张纸片揉成纸团，在下述几种情况下，都让它们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况.1.从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片，可以看到硬币比纸片下落得快，说明质量大的下落得快.2.两张完全相同的纸片，将其中一张卷紧后从同一高度同时释放，观察到卷紧的纸团比纸片下落得快，说明质量相同时体积小的下落得快.3.将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放，观察到一样快，说明体积相同质量不同时下落一样快.4.一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞，分别放到已调平的托盘天平的两个盘中，可以看出纸板比软木塞重，从同一高度同时释放它们，软木塞比纸板下落得快，说明在特定的条件下，质量小的物体下落得会比质量大的物体还快.结论：物体下落过程的快慢与物体质量（轻重）无关.演示实验“牛顿管”的实验将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同.做牛顿管对比实验要注意：1.抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转.2.先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽成真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底.3.打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大.4.实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象.结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同.课堂训练图2-5-1所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张，回答下列几个问题：A.质量相等的纸片和纸团B.体积相等的铅球和木球图2-5-1（1）我选图_________；（2）我从图中观察到的现象是:________________________________________；（3）请对你所观察到的现象进行解释.参考解答1:（1）图A（2）质量相等的纸片和纸团同时释放，纸片比纸团下落得慢.（3）如图2-5-2，质量相等的纸片和纸团，它们的重力相等.由于空气的阻力对纸片的影响较大，不能忽略，所以纸片下落加速度较小.如果把纸片揉成纸团，空气阻力对纸团的影响较小，纸团下落加速度较大，所以质量相等的纸片和纸团同时放手，纸片比纸团下落得慢.图2-5-2参考解答2:（1）图B（2）体积相等的铅球和木球同时释放，几乎是同时落地的.（3）如图2-5-3，阻力对它们的影响很小，几乎可以忽略，虽然G铅大于G木，但是由于m铅也大于m木，即铅球的惯性比木球大，所以它们获得了相同的加速度g.对于同种材料的大、小二球，情况也是如此，它们也有相同的加速度g，所以体积相等的铅球和木球几乎是同时落地的.图2-5-3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是怎样的？物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动.特点是：（1）初速度为零；（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计.在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用.因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动.但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动.例如，对于实心金属球、石块等，在它们运动速度不大的情况下，可以忽略空气阻力的影响，把它们的下落看成自由落体运动，若它们从非常高的地方自由下落，当它们的速度增大到一定程度，空气阻力不能忽略，它们运动的全过程就不能看成自由落体运动.而对于另外一些物体如一团棉花或纸片，从空中静止下落时，与重力相比，空气阻力的影响太大不能忽略，它们的运动就不能看作自由落体运动处理.阅读：（课件展示）气体和液体都具有流动性，统称为流体.流体所受的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大.雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大.当阻力增大到与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落.流体的阻力跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大.跳伞运动员在空气中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，可以比较缓慢地降落.航天飞机着陆后，在飞机后面张开一面类似降落伞的装置，加大阻力，以便较快地停下来.流体的阻力还跟物体的形状有关系，头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫做流线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力，小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下部分，外形都采用流线型设计.一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体，悬浮在水面上航行，阻力减小，速度很大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶，速度可高达500 km/h.实验探究按照教材第43页的图2.5-1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程.说明：落体运动物体的位置往往变化得比较快，凭目测难以观察和记录，用打点计时器或频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置（运动信息），这样得到的纸带（或照片）可以用来对运动过程进行分析.教材中用打点计时器较好地将重物下落过程记录下来，这样做既简便易行，又拓宽了对基本仪器的应用，但实验的准确度较难把握.因此在实验中要注意：1.按教材图示和实验要求连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；2.打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；3.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；4.先接通电路再放开纸带；5.手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；6.重复上述步骤多次，直到打出的第一点与第二点之间间隔约为2 mm的纸带才是有效的；（学生的疑问暂且不要解释）7.教师一定要提醒学生思考讨论，影响实验准确度的因素有哪些？并给予具体引导，注意培养实事求是的科学态度；8.要求学生保存好记录了自由落体运动信息的纸带，为下节课研究运动规律作准备.完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：（1）自由落体运动的轨迹是怎样的？（2）重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？（3）有的同学从实验结果中得出x∝t2，有的同学得出x∝t，你的结论又如何呢？（4）相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系？（5）影响实验精确程度的因素有哪些？参考：分析纸带可获取信息：（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；（2（3）位移x与时间t的平方成正比；（4）相邻、相等时间间隔的位移之差相等；（5）影响实验精确度的因素主要是阻力.用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论.教师点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的.学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论.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9.8 m/s2.课堂训练意大利的城市比萨有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4 m，由于塔基问题，塔身发生倾斜，这正是理想的落体实验场所.传说，经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断，曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验.只见伽利略站在塔顶，一只手拿着一个1磅重的小球，另一只手拿着一个10磅重的大球，在提醒观众注意后一松手，两个球同时开始笔直下落.伽利略令人信服地胜利了.这段描述今天已无从落实是否真实地发生过，然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球，比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了.1.请同学们补充上述实验的结果：两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的？2.这个实验证明了什么结论？参考结果：1.同时落地；2.物体下落过程的运动情况与物体质量无关.二、自由落体加速度通过算g 值理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一地点），引导学生学会分析数据，归纳总结规律.教师设疑：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？明确：使用不同的物体进行反复的实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.符号：g ；方向：竖直向下（与重力方向一致）；大小：与地点有关.一般计算中g=9.8 m/s 2，粗略计算中可以取g=10 m/s 2.让学生看教材第44页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？猜想结论：越往北重力加速度越大，说明重力加速度与地理纬度有关，纬度越高，重力加速度越大. 讨论交流：在现实中，雨滴大约在1.5 km 左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样快速的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s.为什么它们的差别会这么大？参考：意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下（即不受阻力）由静止开始的运动，叫自由落体运动.那么一切物体的下落都一样快，加速度都为g ＝9.8 m/s 2，在任意时刻物体的速度v t =gt ，在任意时刻物体下落的高度：h=21gt 2.这样，可以得出v t 2=2gh.现在说说雨滴的下落是否是自由落体吧.首先说说雨滴的形成：由于大量湿空气的上升，随着高度增加压强逐渐减小，水蒸气出现过饱和，使水蒸气凝结而形成小水滴，大量小水滴聚集起来形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力开始下落，又与上升的热水汽形成更大的水珠，这样形成的水滴的下落是自由落体吗?我们先假设水滴下落是自由落体，并且还假设云的高度为2 000 m ，那么这样的水滴下落到地面的速度有多大?由v t 2=2gh 易计算得到v t =200 m/s. 试想水滴以这样大的速度下落到头上会发生什么，那是可想而知的.那么水滴下落到地面上的速度到底有多大?大约为8 m/s 的速度匀速下落.这样的速度已经很大了，如果雨滴的半径比较大的话，人们必会感到痛.要真是自由落体的话，那还了得吗？那么水滴在下落时的速度为什么会这么小?原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻碍作用，减慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，这种阻碍作用越强，当水滴的重力与阻碍的力相等时，雨滴就会匀速下落.当雨滴的半径大到某一程度时，受到气流的影响而会分裂，较大的部分继续下落，而较小的又会随上升的气流上升，又起到阻碍大水滴下落的作用，所以我们看到的雨滴不会太大，就是这个道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s. 实验探究用滴水法可以测定重力加速度的值.方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时，下一水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、4……”，一直数到“n ”时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的示数为t.1.写出用上述测量计算重力加速度g 的表达式.2.为了减小误差，改变h 的数据，测出多组数据.记录在表格中（表中t 是水滴从水龙头口到A 板所用的时间，即水滴在空中运动的时间），请在图2-5-4中所示的坐标纸上作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度g 的值.（要求两位有效数字）图2-5-4解答：1.每滴水下落h 所用的时间为t ′=1-n t ，根据自由落体运动规律h=21gt ′2可得g=22)1(2t h n -. 2.由于2th =2g ，故下落高度h 为纵坐标，以时间的平方t 2为横坐标画h-t 2图象，应为直线，其斜率k=2g ，g=2k.认真描点作图，求出斜率k ，即可求得g.解得g=9.78 m/s 2.课堂训练一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验.1.现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的器材是：____________________________；缺少的器材是____________________________.2.这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为A ，随后连续的几个点依次标记为点B 、C 、D 、E 和F ，测量出各点间的距离，如图2-5-5所示.图2-5-5请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：___________________________________________________________________________3.根据你的计算公式，设计表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度.（结果保留两位有效数字）4.估计你的计算结果的误差有多大？试分析误差的来源及其减小误差的方法.参考解答：1.要根据各校具体使用的仪器作答，例如：其中不必要的器材是：电火花打点计时器及碳粉纸、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：低压交流电源、毫米刻度尺、重锤.2.依据的公式：a=2tx . 3.数据处理方法不限，要体现取平均值消除误差的思想，表格记录的数据要与所使用的公式匹配.4.实验结果：纸带的加速度9.63 m/s 2与重力加速度的标准值9.8 m/s 2有偏差，误差大小为Δa=|9.8-9.63| m/s 2=0.17 m/s 2.误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重力的方法，减少摩擦的影响. 做一做：1.阅读教材第44页“测定反应时间”，回答下列问题：问题1：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为10 cm ，那么这位同学的反应时间是多少？ 参考：根据自由落体运动规律h=21gt 2， 可得反应时间t=gh 2=0.14 s. 问题2:在上课时，教师用这种方法测量同学们的反应时间，但同学刚把尺子捏住，教师马上就说出该同学的反应时间，也没见他怎样计算，你知道老师是怎样做的吗？参考：教师事先算好时间并写在直尺上，这样就可以直接给出学生的反应时间.2.教师引导学生阅读教材第44页“做一做”让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”.学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性.由于照相机的曝光时间极短，一般为1/30 s 或1/60 s ，曝光量相差10%对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样.故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看作匀速运动来处理.建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异.课堂小结本节课主要内容包括：1.自由落体的概念：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；2.自由落体的运动规律：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；3.自由落体加速度:在同一地点，一切物体的自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度. 布置作业1.教材第45页“问题与练习”3、4题；2.课下自由组织合作小组，试测自己所在教学楼层的高度.设计好思路，选择最简洁方便的测量工具，记录活动报告.板书设计5 自由落体运动1.概念：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.2.运动规律：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.3.自由落体加速度：在同一地点，一切物体的自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.活动与探究主题：测定反应时间原理：根据自由落体运动的规律，做教材44页“做一做”内容，测定反应时间.过程：两位同学合作，其中一名同学拿直尺的上端，被测同学把手虚放在某一刻度位置，当看到合作者松手的瞬间，被测同学立即握住直尺，由两次手指所在位置的刻度差及h=221gt →t=gh 2求得反应时间.结论：t=gh 2习题详解1.解答：橡皮下落得快.纸团比纸片下落快得多.因为纸片的重力本来就较小，而在下落过程还受到较大的空气阻力，所以纸片下落较慢；当把纸片揉成团时，空气阻力变小，所以下落得就快一些.▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ 2.解答：根据自由落体位移公式：h=21gt 2=45 m,由于空气有阻力，所以实际下落的加速度a ＜g,所以计算结果应小于45 m.所以实际高度比计算值小.3.解答：设井口到水面的距离为h,石块下落做自由落体运动，设石块落到水面的时间为t,则有：h=21gt 2=31.25 m,井深约31 m.考虑到声音传播，所以石子实际下落的时间应为t<2.5 s. 4.解答：分析可知有四种方法： （1）根据h=21gt 2，有g=22th （t 是从开始到落到每一点的时间），求出重力加速度，求平均值，算出发生的时间. （2）根据Δh=gt 2,有g=2t h ∆(t=0.4 s) 利用连续相等时间内的位移差来计算，进行平均.（3）可以先算出某两点的瞬时速度，利用g=tv v 0-计算g. （4）有频闪照片知小球各个位置的速度为画出速度—时间图象,如上表中图所示.设计点评落体运动和生活经验密切相关，而又受生活中的定势思维所干扰，容易对正确认识落体问题产生负面影响.所以教学中既要列举生活中的大量常见现象，又要借助生活中的事例进行自我矛盾辨析，通过师生分析、论证从而得出正确的、有说服力的结论——物体下落的快慢和物体的质量无关.进一步得出自由落体运动的概念，明确自由落体运动所满足的条件.。

5．自由落体运动必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、自由落体运动1．定义：只在________作用下，物体由________起先下落的运动．2．条件：(1)只受____________．(2)初速度________．3．特点：(1)运动性质：初速度等于________的匀加速直线运动．(2)受力特点：________作用．二、伽利略对落体运动规律的探究1．问题提出(1)亚里士多德观点：重的物体比轻的物体下落得________．(2)冲突：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种冲突的结论．(3)伽利略观点：重物与轻物下落得________．2．提出猜想：伽利略猜想落体运动应当是一种最简洁的________运动，并提出这种运动的速度应当是________变更的假说．3．试验验证(1)假如速度随时间的变更是匀称的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成________，即x∝t2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.(3)斜面倾角肯定时，推断x∝t2是否成立．(4)变更小球的质量，推断x∝t2是否成立．4．合理外推：伽利略认为当斜面倾角为________时，小球自由下落，仍会做________运动．[举例] 比萨斜塔自由落体试验(质量不同的两球同时释放，同时落地)自由落体运动忽视了次要因素—空气阻力，突出了主要因素—重力．[导学] 跨越时空的对话[拓展] 自由落体运动的v ­ t图像由v＝gt知，运动时间越长，速度越大，运动速度与时间成正比，v ­ t图像是一条过原点倾斜直线，斜率为g.三、自由落体运动的规律自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，把v0＝0和a＝g代入匀变速直线运动的公式可得(1)速度公式：v t＝________．(2)位移公式：x＝________．(3)速度与位移关系式：v t2＝________．四、自由落体加速度1．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都________，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．2．方向：________．3．大小(1)一般状况取g＝9.8m/s2，粗略计算取g＝10m/s2.(2)g值随纬度上升而________，随高度上升而________．[图解] g的方向是竖直向下的不能认为g的方向指向地心，这一点在必修其次册中将具体介绍．关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一对自由落体运动的理解【导学探究】如图所示，哪个牛顿管里的金属片和羽毛做自由落体运动？为什么？玻璃管内的羽毛、铁片的下落【归纳总结】1.对自由落体运动的理解(1)“自由”的含义：物体的初速度为零且只受重力作用．(2)自由落体运动在其他星球上也可以发生，但物体下落的加速度和地球上的重力加速度一般不同．2．自由落体运动的推断(1)依据条件判定{初速度为零只受重力(2)依据题目中的一些示意语来判定，例如依据“忽视阻力”“阻力远小于重力”“月球上”等示意语来判定．【典例示范】例1 (多选)下列说法正确的是( )A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动B．仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动C．物体只在重力作用下从静止起先下落的运动才是自由落体运动D．当空气阻力可以忽视不计时，物体从静止起先自由下落的运动可视为自由落体运动素养训练1 (多选)下列关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是( ) A．竖直向下的运动肯定是自由落体运动B．熟透的苹果从树枝起先自由下落的运动可被视为自由落体运动C．相同地点，轻、重物体的g值一样大D．g值在赤道处大于在北极处素养训练2 拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒过来，视察它们下落的状况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次视察它们下落的状况，下列说法正确的是( )A．玻璃筒充溢空气时，金属片和小羽毛下落一样快B．玻璃筒充溢空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C．玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快D ．玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快探究点二 自由落体运动规律的应用1．自由落体运动的基本公式匀变速直线运动规律特例→ 自由落体运动规律2．自由落体运动的推论(1)连续相等相邻时间t 内的位移之差Δh ＝gt 2. (2)物体的平均速度v ̅＝vt 2.(3)第1个T 内，第2个T 内，第3个T 内，…，第n 个T 内物体的位移之比h 1∶h 2∶h 3∶…∶h n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)．(4)下落连续相同的高度所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝1∶(√2－1)∶(√3∶√2)∶…∶(√n −√n −1)．【典例示范】题型1 对自由落体加速度的理解例2 (多选)关于重力加速度的下列说法正确的是( )A ．重力加速度g 是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g 取9.8m/s 2B ．在地球上不同的地方，g 的大小不同，但它们相差不是很大C ．在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D ．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g 越小【思维方法】重力加速度的三点说明(1)重力加速度的大小只与物体所处的地理位置有关，与物体本身无关．(2)我们在探讨自由落体运动时，物体下落的高度不太高，一般认为重力加速度大小不变．(3)重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”，只有在赤道或两极时重力加速度才指向地心．题型2 自由落体运动规律的应用例3如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似看作自由落体运动．假设水滴从10m 高的屋檐上无初速度滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多大？(g取10m/s2)拓展迁移在[例3]中水滴下落过程中经2m高的窗户所需时间为0.2s．那么，窗户上沿到屋檐的距离为多少？题型3 自由落体运动推论的应用例4一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1s内的位移大小是x，则它在第3s内的位移大小是( )A．5x B．7xC．9x D．3x素养训练3 甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体质量的一半，而甲距地面的高度是乙距地面高度的2倍，下列说法正确的是( )A．甲物体的加速度是乙物体加速度的12B．甲物体着地时的速度是乙物体着地时速度的2倍C．甲物体下落的时间是乙物体下落时间的√2倍D．甲、乙两物体的末速度相同素养训练4 一个物体从塔顶落下，在到达地面前最终1s内通过的位移为总位移的9，25不计空气阻力，求塔的高度．(g取10m/s2)随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1.下列说法正确的是( )A．重的物体的g值大B．g值在地面任何地方一样大C．g值在赤道处大于南北两极处D．同一地点的不同质量的物体g值一样大2．下列各图中，以竖直向上为正方向，其中表示物体做自由落体运动的是( )3．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是( )4．如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间：甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间．当乙望见甲放开直尺时，马上用手指捏住直尺，依据乙手指所在位置计算反应时间．为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，以相等时间间隔在直尺的反面标记反应时间的刻度线，制作了“反应时间测量仪”，下列四幅图中刻度线标度正确的是( )5．(多选)如图所示，甲、乙两物体同时从离地高度为2H和H的位置自由下落，不计空气阻力，甲的质量是乙质量的2倍，则( )A．甲落地的时间是乙落地时间的2倍B．甲落地时的速率是乙落地时速率的√2倍C．甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变D．甲、乙落地之前，加速度不断增大6．跳水运动员训练时从5m跳台双脚朝下自由落下，某同学用手机的连拍功能，连拍了多张照片，测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.4m和1.8m．求：从运动员刚跳下跳台到拍摄两张照片的时间比．5．自由落体运动必备学问·自主学习一、1．重力静止2．(1)重力作用(2)等于零3．(1)零(2)只受重力二、1．(1)快(3)一样快2．加速匀称3．(1)正比4．90°匀变速直线三、1．gtgt22.123．2gx四、1．相同2．竖直向下3．(2)增大减小关键实力·合作探究探究点一【导学探究】提示：乙管中．因为甲牛顿管中的金属片和羽毛受空气阻力．【典例示范】例1 解析：A、B错，C对：自由落体运动的条件：只受重力，初速度v0＝0；D对：若空气阻力可以忽视不计，物体由静止起先自由下落的运动可以视为自由落体运动来处理．答案：CD素养训练1 解析：A 错：物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用；B 对：熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力的作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽视该阻力，故可将该运动视为自由落体运动；C 对：相同地点，重力加速度相同，与质量无关；D 错：赤道处g 值小于北极处．答案：BC素养训练2 解析：玻璃筒内有空气时，形态和质量都不同的几个物体下落快慢不同，是因为空气阻力不同，导致加速度不同，故A 、B 错误．玻璃筒内没有空气时，物体做自由落体运动，加速度都为g ，所以下落得一样快，故C 正确，D 错误．答案：C探究点二【典例示范】例2 解析：重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g 的大小略有不同，但都在9.8m/s 2左右，A 错误，B 正确；在地球表面同一地点同一高度，g 的值都相同，但随着高度的增大，g 的值渐渐减小，C 、D 正确．答案：BCD例3 解析：选取水滴最初下落点为位移的起点，竖直向下为正方向，由自由落体运动规律知x ＝12gt 2，v ＝gt联立得v ＝√2gx代入数据得v ＝√2×10×10m/s ≈14m/s即水滴下落到地面的瞬间，速度大约是14m/s.答案：14m/s拓展迁移解析：设水滴下落到窗户上沿时的速度为v 0，则由x ＝v 0t ＋12gt 2代入数据，解得v 0＝9m/s依据v 2＝2gx 得窗户上沿到屋檐的距离x ＝v 022g ＝922×10m ＝4.05m.答案：4.05m例4 解析：方法一 利用比值法求解因自由落体运动在连续相等时间内的位移满意h 1∶h 2∶h 3∶…∶h n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)，所以它在第3s 内的位移大小是5x .方法二 运用自由落体运动的基本规律求解自由落体运动的位移公式得x 1＝12gt 12，x 2＝12gt 22，x 3＝12gt 32，令x 1＝x ，t 1＝1s ，t 2＝2s ，t 3＝3s ，代入以上三式解得x 2＝4x ，x 3＝9x ，则石子在第3s 内的位移大小为9x －4x ＝5x .答案：A素养训练3 解析：甲、乙两物体做自由落体运动，加速度均为重力加速度，故A 错误；依据v 2＝2gh ，可得末速度v ＝√2gh ，故甲物体着地时的速度是乙物体着地时速度的√2倍，B 、D 错误；依据h ＝12gt 2，得t ＝√2h g，故甲物体下落的时间是乙物体下落时间的√2倍，故C 正确．答案：C素养训练4 解析：设物体从塔顶落到地面所经验的时间为t ，塔的高度为H ，物体在(t －1) s 内通过的位移为h ，则依据自由落体运动规律可得H ＝12gt 2，h ＝12g (t －1)2，依据题意有H−h H ＝925，联立上述三式解得t ＝5s ，H ＝125m. 答案：125m随堂演练·自主检测1．解析：自由落体运动的加速度g 是由重力产生的，重力加速度与物体的质量无关，故A 错误；地面的物体的重力加速度受纬度和海拔的影响，纬度越高重力加速度越大，赤道处小于南北两极处的重力加速度，故B 、C 错误；同一地点轻重物体的g 值一样大，D 正确．答案：D2．解析：v 的方向向下，为负，且v ∝t ，易知B 正确．答案：B3．解析：在真空中物体只受重力作用，且从静止起先下落，满意自由落体运动的条件，故a ＝g ，又x ＝12gt 2，由于苹果和羽毛从同一高度同时下落，则随意时刻都在同一高度，且是加速，所以频闪间距不断变大，故C 正确．答案：C4．解析：由题可知，手的位置在起先时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边．物体做自由落体运动的位移：h ＝12gt 2，位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间距增大，由以上的分析可知，只有图B 是正确的．答案：B5．解析：甲落地的时间t 甲＝√4H g ，乙落地的时间t 乙＝√2H g ，所以甲落地的时间是乙落地时间的√2倍，故A 错误；依据v ＝√2gh 可知，甲落地时的速率是乙落地时速率的√2倍，故B 正确；依据h ＝12gt 2可知经过相等的时间两个物体下落的高度相等，所以甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变，故C 正确；甲、乙落地之前，加速度均为g ，故D 错误．答案：BC6．解析：由题意知，两张照片中运动员与其刚跳下跳台时的距离分别为h 1＝5m －3.4m ＝1.6mh 2＝5m －1.8m ＝3.2m由h ＝12gt 2得t ＝√2h g ，所求时间之比为t 1t 2＝√2. 答案：1∶√2。

《自由落体运动》一、教材分析1．课标要求是：“通过试验生疏自由落体运动现象”，要求同学能通过一些试验或具体的活动来了解和体验自由落体运动，并理解自由落体运动产生条件与实质。

2．本节是其次章的一个重要而典型的应用型学问点。

表现一：落体运动快慢的产生缘由分析。

二：这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发同学的学习爱好和体会物理的生活化。

3．自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象，同学往往能感受到，但并没有留意到这一现象的特点，也不明确这就是自由落体运动现象。

怎样才能让同学不是机械化地记住自由落体运动的现象，而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在，才是本堂课学习重点和难点。

二、学情分析同学对自由落体运动有感性的生疏，但对自由落体运动概念的理解有肯定的困难。

首先是同学认为只要从某一高度任凭下落的物体做的就是自由落体运动；其次生活中的落体运动与自由落体运动是有区分的。

故在本节课教学中利用了试验探究的方法，让同学体验、分析、归纳、争辩得出结论。

激发了同学的学习爱好，培育同学透过现象看本质的物理意识。

三、教学目标1．学问与技能：（1）生疏自由落体运动，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）能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题；（3）初步了解探究自然规律的科学方法，重点培育同学的试验力量和推理力量。

2．过程与方法：（1）经受试验观看、实例探究争辩沟通的过程，体验自由落体运动现象。

（2）经受试验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领会运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。

3．情感、态度与价值观：（1）体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发同学的学习热忱。

（2）体验自主学习过程，养成乐于细心观看、勤于思考和相互沟通的学习习惯和合作精神。

四、重点难点重点：把握自由落体运动的规律。

难点：（1）物体下落快慢影响因素的探究；（2）自由落体运动的运动性质的分析。

高中物理新課標教學設計2.5 自由落體運動【學習者分析】學生目前對勻變速運動的規律有一定的理性認識，加上日常生活經驗，形成了一定的認知結構，為本節課的學習奠定了基礎。

【教材分析】（1）本節內容主要包括自由落體運動的概念和自由落體運動的規律，屬概念和規律的綜合課。

（2）自由落體運動在教材中作為勻變速直線運動的一個實例進行研究，其作用有二：一是通過運用勻變速直線運動的規律鞏固和加深對勻變直線速運動的理解，同時自由落體運動作為一個典型的物理模型也需要學生掌握；二是通過事例說明研究自然規律的一般科學方法。

（3）由於本教材將力、力的合成、牛頓第二定律的內容分別放在第四、五、六章，所以不能從受力分析得出自由落體運動是勻變速直線運動的結論，而必須通過研究位移、時間的關係來獲取。

4、在本章第二節中學生已經學習了打點計時器的使用，並且在學校現有的實驗條件下，使用打點計時器來探究自由落體運動的規律比採用頻閃照相法更切實可行，將頻閃照片用來欣賞和計算說明阻力的影響，可以使抽象出理想化模型的難點更加自然。

【教學目標】1.知識與技能：（1）知道什麼是自由落體運動；（2）知道什麼是自由落體加速度，它的方向和大小；（3）掌握自由落體運動速度、位移隨時間變化的規律；（4）運用自由落體運動規律解決實際問題。

2.過程與方法：（1）觀察自由下落的物體，預測其運動特點；（2）實驗探究自由落體運動的規律；（3）閱讀教材第三部分，瞭解研究自然規律的一般科學方法。

3.情感態度與價值觀：（1）注意科學態度和科學方法教育；（2）發展學生對科學探究的興趣。

【重點難點】重點：實驗探究自由落體運動的規律。

（從學生掌握知識的角度，可以認為“瞭解自由落體運動的定義和掌握自由落體運動的規律”是重點。

從提高學生科學素養，促進學生自主學習來說，確定“實驗探究自由落體運動的規律”為重點更符合新課程標準的要求）難點：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出理想條件下的物理模型——自由落體運動。