自由落体运动规律

自由落体运动规律

平冈中学 徐志皓

一． 教学目标

1. 知识与机能

（1） 理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零，加速度为g的匀加速直线

运动

（2） 理解自由落体运动的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同，

且随纬度的增加而增加。

（3） 掌握自由落体运动规律及公式 2. 过程与方法

（1） 复习在纸带中读出物体运动信息的方法，并进一步学会处理纸带信息的方法 （2） 初步了解运用EXCEL软件处理数据的技巧。 3. 情感态度与价值观

（1） 通过使用EXCEL处理实验数据，体验电脑软件处理各种数据的便捷性。 （2） 通过高空坠物危险性的分析体会这种行为的恶劣性，提高自身综合素质。

二． 重点与难点

1. 教学重点

（1） 如何证明自由落体运动是匀变速直线运动 （2） 自由落体运动规律的推导及其应用

2．教学难点

（1） 引导学生由观察到的现象和实验数据猜想自由落体运动为运变速支线运动 （2） 自由落体运动规律的推导及其应用

三． 教学过程

（一） 复习与引入

上一节课我们在实验室探究了自由落体运动，明白不同的物体下落快慢可能不相同，主要原因是因为空气阻力的影响，而做自由落体运动的物体不受空气阻力的影响，因此自由下落的物体下落情况相同。

复习自由落体运动定义、条件、特征。

上节课在实验室中打出了自由落体运动的纸带信息，并且在作业初步分析了纸带信息，但是没有进一步分析它究竟是一种什么性质的运动，这节课的内容就是要进一步的探究。

（二） 新课教学

1. 提出探究自由落体运动规律的思路：猜想——验证——推导公式

1.95.89.613.417.3mm 2. 依据纸带提出猜想：

引导学生猜想自由落体运动的运动性质：

（１） 匀速直线运动——不可能（两点间的距离不等）

（２） 匀变速直线运动——可能（直线运动，速度变化）

进一步假设，如果自由落体运动是一个匀变速直线运动，它的特征还有哪些？ （１） 初速度为０

（２） 运动方向竖直向下

引导学生如何证明此猜想：想要证明自由落体运动是匀变速直线运动，只需证明其

速度均匀变化，即只需证明加速度ａ为固定值。 ３．验证猜想：

（１）初速度为０的运变速直线运动公式：

11s1s?v0t?at2s?at2?a 222t2

提醒学生注意：这是初速度为０的匀变速直线运动公式，该公式中的加速度

ａ为固定值，即最后一个推导式中，等号右边的也应该为固定值，即ｓ与t成正比。

换言之，只要是ｓ与t成正比，就可以推出ａ为固定值。所以我们证明的核

心问题可以转化为ｓ与t究竟是否成正比。

（３） 验证过程：

验证的依据同样应该是纸带中的数据，在上堂课的作业中已，已经布置学生通过图像处理纸带中的数据（纪录纸带运动信息ｔ、ｓ、t，画出ｓ－ｔ图像与ｓ－

22221sa为固定值，则等号左边的22tt2图像）当堂通过投影仪展示学生作业并加以点评。

介绍新的处理数据的方法――EXCEL电子表格处理，并让学生自己根据纸带

填写运动信息。

通过EXCEL自带的图像处理功能绘出ｓ－ｔ图像与ｓ－t图像

2由图像中看出，ｓ与ｔ不成正比例，即自由落体运动并不是匀速直线运动。

由图像中看出，ｓ与t成正比例，即ｓ∝t。

22

由图像可以看出ｓ与t的确成正比例关系，由此可证明我们的猜想是正确的，自由

落体运动的确是一种匀变速支线运动。

引导学生思考：不同物体做自由落体运动，物体下落的加速度是否相同？ ａ为固定值有两层含义：１、某一自由落体运动的加速度为固定值 ２、不同物体自由下落的加速度也为固定值 因此我们用一个特殊的符号ｇ来代替这一固定的ａ值。 ４．自由落体加速度ｇ

2

通过表格提出问题：

（１） 自由落体加速度在不同地方是如何变化的？ （２） 自由落体加速度的大小一般为多少 总结如下：

自由落体加速度大小：１、一般取9.8m/s ２、简便计算时取10m/s

３、其大小随纬度增加而增加 自由落体加速度方向：竖直向下 ５．自由落体运动规律

自由落体运动是一种初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动

其运动规律为：

由匀变速直线运动可以推导出：

22速度公式：

vt?gt12h?gt2位移公式：

强调：自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动，所有匀变速直线运动的规律对于自由落体运动也都适用 （三）．规律的应用：

（１）课堂活动：测定反应时间

人对周围发生的事情都需要一段时间来作反应，从人发现情况到采取行动所经历的时间，称为反应时间。让甲同学在乙同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺，乙同学的大拇指与食指之间的距离保持在3ｃｍ左右，在没有任何预示的前提下，甲同学突然放开直尺，乙同学尽快用手夹住它。运用刚学过的自由落体运动规律就可以求出乙同学的反应时间。

（２）思考：生活当中，高空坠物已成为社会的一大公害，那么高空坠物究竟有多大的危害呢？

例1：一花盆从5楼的高度由静止开始坠下，忽略空气阻力的作用，问：果核坠落到地面时的速度为多大？（每层楼高3米，g取9.8m/s2）

通过计算得到该花盆落到地面的速度大约是17.15ｍ／ｓ，这个速度比以60ｋｍ／ｈ行驶的汽车速度还要大，将对人造成极大的伤害，甚至会威胁到人的生命。

（３）讨论与交流

雨滴下落的高度大约是1.5ｋｍ，比花盆高得多，如果它作自由落体运动，计算它落地时的速度？思考，为什么下落高度比花盆高得多的雨滴却不会对人造成伤害？

四． 作业

P33 ３、4

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