高中.物理第二章匀变速直线运动的研究2.6伽利略对自由落体运动的研究课件新人教必修

1 自由落体运动

自由落体运动是匀变速直线运动的实例，所以本节内容是对前几节运动学知识和方法的应用和提升。同时，体现实验对物理学研究和学习的重要意义。

通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，不仅使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的体验，从中学习科学研究的思想和方法。

【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加速度。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。

2.过程与方法

（1）学习根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

（2）学习利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。

（3）通过实验，经历观察现象、独立思考并与同伴和老师进行讨论、交流的过程。

（4）在研究物理规律的过程中抽象出物理模型──自由落体。

3.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）培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。

【教学重点】

引导学生学习研究自由落体运动的实验原理和方法，特别是让学生掌握利用打点计时器记录运动轨迹和时间，进行实验数据采集、数据处理、得出结论、分析误差等实验方法。

【教学难点】 2 利用纸带进行数据采集和分析的方法，应用匀变速直线运动规律处理数据、计算加速度的原理和方法。

【教学过程】

教学设计 教师活动 学生活动 设计意图

引入 新课 出示一密度较大的小球。

当小球由静止从1m高处释放后，至落地的时间是0.45s；2m高处释放，落地时间是0.64s；3m高处是0.78s；10m高处是1.43s……想知道怎么计算的吗？学习了本节课，你也能计算了。

- 1 - 2-5自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究

学习目标

重点难点 重点：1.物体自由下落的快慢与所受重力无关。

2.自由落体运动的特点和规律。

难点：1.自由落体运动的加速度的理解。

2.自由落体运动的规律及应用

学法 导学案学习

学生自主学习 学生课堂笔记

一、知识解读

1、知识链接：匀变速直线运动的速度、位移、时间之间的关系。

2、自由落体运动

定义

3、伽利略对自由落体运动的探究

观点（逻辑推理）：

猜想：

假设：

实验验证：

4、自由落体运动的规律

性质

基本公式

5、自由落体加速度

定义

- 2 - 方向

大小

二、请用不同颜色的笔标注出不懂或有疑惑的地方

三、学后练：

【判一判】

(1)物体越重，下落得越快。( )

(2)一个人从楼顶的边缘，竖直向下投出一小石块，石块的运动就是自由落体运动。( )

(3)重力加速度的方向竖直向下。( )

(4)在同一地点，质量不同的物体，重力加速度不相同。( )

【典型例题】

1. 关于自由落体运动的加速度g，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.同一地点的不同重量物体的g值一样大

2. 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9.8 m/s2

B.在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大

C.在地球上同一地方，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同

D.在地球上同一地方，离地面高度越高重力加速度g越小

3. 雨滴通常从1500 m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？

4. 伽利略用巧妙的方法推翻了亚里士多德的错误观点，从而提出了“自由落体是一种最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的”观点。这种方法在科学研究中叫( )

2.6伽利略对自由落体运动的研究

教材分析：

人教版必修1把《伽利略对自由落体运动的研究》单独的作为一节来进行研究学习，其目的在于让学生回到历史时期去感受科学家的探索过程，体验科学研究方法的形成过程及其意义，感受历史上科学研究过程的艰辛，培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，培养学生振兴中华、将科学服务于人类社会的责任感。本节内容侧重于三维目标中对情感态度价值观的培养。

教学目标：

（一）知识与技能

1、认识空气阻力对落体运动的影响，知道自由落体运动的概念；

2、明确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。

3、通过对自由落体频闪照片的数据处理得出自由落体运动的加速度大小；

4、通过匀变速直线运动的规律得到自由落体运动的规律；

（二）过程与方法

1、体验伽利略对自由落体运动的科学研究方法。

2、培养学生科学探究的能力

3、帮助学生建立起科学的直觉与经验

（三）情感态度与价值观

1、体验伽利略对自由落体运动的科学研究方法。

2、培养学生的想象力和分析处理物理问题的能力

3、体验科学研究过程的艰辛

4、形成科学的直觉与经验

5、培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神

教学重点：让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。

教学难点：使学生体会“发现问题——对现象的观察——提出假设——运用数学和逻辑手段得出推论——实验验证——合理外推——得出结论”的科学探究方式

教学资源：

牛顿管、抽气机、纸片、铁片、刻度尺、小球、天平、放有海绵的缓冲盒、频闪照片、自制PPT课件。

教法与学法：讲述法，类比法，

教学设计流程：

结合教材知识内容和教学目标，本课的教学环节及时间分配如下：

提 出

问 题

教学过程：

教学过程 教师活动 学生活动 设计意图

1 2．5 自由落体运动

2．6 伽利略对自由落体运动的研究

(10分钟，10分)

1．在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是( )

A．它们受到的空气阻力对运动的影响相同

B．忽略空气阻力，它们的加速度相等

C．忽略空气阻力，它们落地的速度不等

D．忽略空气阻力，它们下落的时间相等

【答案】BD

【解析】大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同，故阻力对运动的影响不同，A错误．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等．因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以B、D正确，C错误．

2．一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得多

D．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大

【答案】BC

【解析】根据运动学公式得h＝12at2，下落相同高度，时间短的，加速度大，铁钉先落地，说明铁钉的加速度大，但铁钉不一定比棉花团重，只是棉花团受到的空气阻力相对棉花团的重力不能忽略，使得棉花团的加速度比重力加速度小，故铁钉先落地．BC正确．

3．伽利略之前的学者认为，物体越重，下落得越快，伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛落到地面，这主要是因为( )

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

【答案】D

【解析】直接影响物体下落快慢的原因应该是空气阻力，故选D.

4.

如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端下方距离为h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：

(1)直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？

(2)整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？

【答案】(1)2gh＋b－2ghg

(2)2gh＋a＋b－2ghg 2 【解析】(1)B点下落示意图如下图甲所示．