自由落体运动教学设计【精华9篇】
【前言】在自由落体运动的教学设计中，我们需要精心安排每一个环节，以确保学生能够充分理解和掌握这个物理概念。下面是热心网友“taopai”整理的自由落体运动教学设计（共9篇），供大家品鉴。
题：自由落体运动
教学目的：1.理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2.理解什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上不同地方重力加速度大小不同。
3.掌握自由落体运动的规律。
重 点：自由落体运动的特点
新课教学：
让学生先自学后提出问题
1. 人们通常是怎样看待自由落体运动的？
物体下落的快慢是由它们的重量的大小决定，重的物体下落快，轻的物体下落慢，（可以通过演示纸片和粉笔头来加以说明）。
这种看法正确么？错在什么地方？（轻的物体受到的阻力大，重的物体受到的阻力小上述说法不正确）。
2. 在没有空气阻力的空间物体下落的快慢如何呢？
演示：⑴.粉笔头和小纸团下落
⑵.牛顿管（也叫钱毛管）
实验说明了什么？（不同物体下落快慢相同）
结论：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。
强调：⑴.这种运动发生在真空中。
⑵.若空气阻力很小，可忽略时，也可看作自由落体运动。
3. 自由落体运动是一个什么性质的运动呢？
回顾前面所学知识，怎样判断一个运动是否是匀变速运动呢？（△S=常数）
下面分析课本上的闪光照片
⑴.测出小球的位置坐标X
⑵.计算出相邻两个小球间的距离S
⑶.计算出相邻相等时间内的位移之差△S
比较各个△S可见都接近于2，若忽略误差，可见△S相等，等于常数。即自由落体运动是一个匀变速运动。
由于初速度为零，所以自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
4.自由落体加速度大小、方向。
不同物体在同一地点，从同一高度同时自由下落，同时到达地面。由S= 可知，加速度大小相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示。
重力加速度的方向总是竖直向下的。
大小：不同地方数值不同。如课本表格所示，由表中可见，重力加速度g随纬度的升高而增大。
通常计算时：g=/s2
粗略计算时：g=10m/s2
5.自由落体运动的规律
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以其规律都适用于自由落体运动，就是把a变成g，其公式如下：
Vt＝gt
S=
Vt2=2gs
练习：一个物体从h高处自由下落，经过最后196m所用的时间是4秒，若不计空气阻力，求物体下落的总时间和下落的高度h.
解法一：由A到C自由落体运动h＝ (1)
由A到B也是自由落体 h－h＇＝ g(t－t＇)2 （2）
(1)－(2)式得
h＇＝gtt＇－
t＝ ＝ ＝7(s)
h＝ ＝ ＝240(m)
解法二：v ＝v 设总时间为t
可求得t－2秒时的速度
V＝g（t－2）＝
t＝ ＋2＝ ＋2＝7(s)
h＝ ＝ ＝240(m)
作 业：练习八 1－4题。
【教学目的】：
1、通过观察现象，了解分析物理规律的方法。
2、理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
3、理解什么是自由落体加速度，知道它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。
4、掌握自由落体运动的规律。
【器材及方法】：
1、器材：两张大小不同的小纸片；粉笔头；乒乓球；一个小钩码；牛顿管
2、方法：通过小实验和逻辑推理启发式教学。
【重点与难点】：
不同物体下落的加速度都是重力加速度。
【教学过程】：
一、什么是自由落体运动。
如图：一个物体离地h高处，当把细绳剪断，物体就在重力的作用下沿着竖直方向下落，这种运动即为自由落体。问题：不同的物体下落的快慢是否相同呢？
实验讨论1、一张小纸片和一支粉笔头同时从同高处下落，哪个先落地？（动手做）
现象：粉笔先落地。感觉：重的物体先落地。
实验讨论2、一个乒乓球和一个钩码同时从同高处下落，谁先落地？
现象：钩码先落地。感觉：重的物体先落地。
实验讨论3、把小纸片揉成团再重做实验讨论2。
现象：两者差不多同时落地。
问题：物体下落的快慢是否由物体的重量有关？
首先我们来用一种巧妙的推理方法来进行推理：（讨论）
1、假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。
2、而两块石头的总重量最大，它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何？（答：整体下落速度最快）。
3、而如把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢；下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果如何？（答：两块石头的整体下落的速度应小于大石头的速度，而大于小石头的速度。）
4、这与重的物体先落地的结论矛盾。实验：用牛顿管做实验，大家看到：真空管内的形状质量都不同的金属片、小张片当管直立过来时，它们同时到过管底。
结论：说明它们下落的一样快。物体下落的快慢与它的重量无关！我们不能仅用生活中的感知去推究物理规律，而应深刻分析，抓隹矛盾的主要方面，由实验总结出本质的东西，得出物理规律。为什么会有这种结果呢？我们来看看自由落体运动的特点：
二、自由落体运动的特点：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。
1、条件：
①、物体只受重力作用；
②、从静止开始下落。
2、运动性质：它是一种初速度为零的匀速直线运动。
3、运动规律：因为物体只受重力，据有：如果在相同地区，不同的物体的重力加速度都相同，则它们的运动速度和从同高度下落至地面的时间都相同，与物体的质量无关。
那么，不同的物体的重力加速度是否相同呢？
三、重力加速度。
1、重力加速度：物体只在重力作用下，自由下落的加速度。
2、实验：测重力加速度的方法。课本第51页图2—24中是一个小球从某高度自由下落时用频闪照相机（每隔相同时间照一张相片）从小球正面拍摄的，图中的多个小球是同一个小球在不同时刻的位置叠加的结果，从图中可读出相邻的时间里小球发生的位移。根据（T为频闪照相机的拍摄时间），即可求出重力加速度。
3、根据用不同的小球重复实验表明：同一地区，不同物体的重力加速度相同。
4、不同地区（纬度不同）物体的重力加速度略有不同。从书中表中可知：
①同一纬度地区重力加速度相同。
②纬度越高重力加速度越大。
③通常计算中，重力加速度取，粗略计算中取。
四、总结。
1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、不同物体的重力加速度在同地区相同，不同地区重力加速度与纬度有关。
3、自由落体运动的规律是，凡是初速度为零的匀加速直线运动的推论也适用于自由落体运动。
练习：
1、想测出一幢楼的高度，你用所学过的知识设计测量方案。
2、一个物体从塔顶自由下落，在到达地面前最后1秒内的位移是整个位移的9/25，求塔高。
3、求一个物体自由下落，从下落时起，第隔1秒钟物体下落的高度之比。
1教学目标
★知识与技能
1.了解物理学史。
2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。
★过程与方法
1.学习伽利略的科学方法。
2.培养学生自己查找资料学习物理学史。
3.情感态度与价值观
学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。
学习科学家们科学研究的执著精神。
通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣。
4．通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。
2学情分析
3重点难点
伽利略对落体问题的逻辑推理。
伽利略的验证性实验的设计。
伽利略的理想外推。
4教学过程
第一学时
教学活动
活动1【讲授】伽利略对自由落体运动的研究
一、认识两位科学家
老师提出：哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料，先说说伽利略吧。
学生可能的回答：
①伽利略全名伽利略·伽利莱，他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。1564年伽利略生于意大利的比萨城，1611年，伽利略应邀来到罗马，在罗马期间，伽利略为了确立新的自然研究法—实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，这就更加激怒了教会。1632年，他的名著《关于两大世界体系的对话》出版，但立即被教会列为触犯禁忌的书。1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭审判，并被判终身软禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年，伽利略在荷兰出版了《关于两门新学科与数学证明的谈话》一书，对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。
②他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来他的兴趣转向了数学和物理学。
③1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。伽利略将观察到的天文现象写成《星际使者》一书，于1610年发表。书中介绍了月球上的环状山脉，无数星体构成的银河系，金星的盈亏，木星的四颗卫星，太阳黑斑等等，从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持，同时也动摇了亚里士多德—托勒密的地心说。
教师对学生的回答给予肯定：关于伽利略的资料收集非常细致，下面再说说亚里士多德吧。
学生可能的回答：
①作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献之大，令人震惊。他至少撰写了170种著作，其中流传下来的有47种。他的科学著作，在那个年代简直就是一本百科全书。但他的成就远不止于此。他还是一位真正哲学家，对哲学每个学科几乎都做出了贡献。亚里士多德集中古代知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。
②亚里士多德最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士多德在众多领域建树卓越的支柱。
亚里士多德的思想对西方文化根本倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期，他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德语和英语。随着亚里士多德作品的不断被发现，中世纪出现了一个研究亚里士多德主义的新时代，学者们以此作为求得各方面真知识的基础。
亚里士多德学识渊博，著述颇丰。他对于当时尚未分类的科学部门如政治、逻辑、伦理、历史、物理(自然学科)、心理学、美学、教育学等均有研究并有独到见解，被马克思誉为“古代最伟大的思想家”。
③亚里士多德是古希腊又一位伟大的教育思想家，建立了包括自然学科在内的百科全书式的课程体系，提出了注重实践的良好措施，为后人留下了一笔包罗宏富的教育遗产。亚里士多德显示了希腊科学的一个转折点。在他以前，科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系，来解释自然现象．他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后，许多科学家放弃提出完整体系的企图，转入研究具体问题。
教师指出：物理教科书上，亚里士多德给同学们的形象不妙、他老是出错，老是作出一些轻率的结论。同学们觉得亚里士多德实在太不高明而伽利略则比他伟大于百倍。事实上，亚里士多德是古代一位伟大的学者，一位百科全书式的大学问家，有几乎无所不及的思想成。我们应该正确的、全面的去认识一位科学家。伽利略创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，从而纠正了亚里士多德在物理上犯的一些错误。
二、伽利略的科学方法
(教师结合伽利略对自由落体的研究，通过教师提问学生回答的方式学习伽利略的科学方法)
问题的提出
教师提问：亚里士多德依据平常观察的事实，是怎样确定物体下落的快慢什么因素决定的？
亚里士多德通过观察，在日常生活中，重的物体下落快，轻的物体下落慢。得出结论：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
教师提出：那么物体下落的快慢与它们的重量有关系吗?
提出假设，逻辑推理。
教师提出：伽利略是怎样提出假设，运用逻辑推理的?
学生可能的回答：他假设大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起，大石头会被小石头拖的慢下来。但两块石头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应该比8大。这样就出现了矛盾。
教师提问：伽利略提出了什么样的假设?
学生可能的回答：假设大小石头下落的一样快。
教师补充：猜想落体是一种简单的变速运动，速度可能跟时间成正比，也可能跟位移成正比利用数学和逻辑进行推理，然后实验验证。
教师提问：伽利略经过数学推导得出速度与时间成正比，然后通过实验进行验证，他是如何进行实验验证的?
①学生可能的回答：通过小球的下落运动，测出小球的下落速度和时间。
②他让小球沿斜面滚下，减小加速度，延长运动时间，便于观测。
③他进行的是坡度比较小的斜面实验，后来他就将实验进行了合理的外推，当倾角增大到90°，小球的运动就是自由落体运动。
对假说进行修正和推广。
教师提出：经过几位同学的回答，问题比较全面了。伽利略完成了实验验证后，没有就此而止，而是进一步思考为什么日常生活中，轻的物体下落得比较慢，重的物体下落得比较快。
学生共同回答：因为空气阻力．
教师指出：这就是伽利略为我们创造的一套对近代科学的发展极其有益的科学方法。后面的学习中我们还要经常用到。
三、作业设计
认真阅读课本绪言“走进物理课堂之前”，分析“孩子们”是如何运用伽利略的科学方法进行探索的。
●教学设计说明
本节课，主要由两部分组成：对科学家的了解；对伽利略科学方法的学习．这两个方面主要是由学生通过查资料、预习，在老师的引导下，以学生为主体，进行学习的。
知识讲授的同时，给学生介绍物理学家、讲授物理学史．不仅让他们了解物理学家的工作，物理科学的发展过程，更重要的是通过了解科学发展的曲折性，以此撼动学生的心，让他们从中获得启迪。
●板书设计
△认识两位科学家。
△ 伽利略的科学方法。
①问题的提出。
②提出假设，逻辑推理。
③利用数学和逻辑进行推理，然后实验验证。
④对假说进行修正和推广。
6 伽利略对自由落体运动的研究
课时设计 课堂实录
题：自由落体运动
教学目的：1.理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2.理解什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上不同地方重力加速度大小不同。
3.掌握自由落体运动的规律。
重 点：自由落体运动的特点
新课教学：
让学生先自学后提出问题
1. 人们通常是怎样看待自由落体运动的？
物体下落的快慢是由它们的重量的大小决定，重的物体下落快，轻的物体下落慢，（可以通过演示纸片和粉笔头来加以说明）。
这种看法正确么？错在什么地方？（轻的物体受到的阻力大，重的物体受到的阻力小上述说法不正确）。
2. 在没有空气阻力的空间物体下落的快慢如何呢？
演示：⑴.粉笔头和小纸团下落
⑵.牛顿管（也叫钱毛管）
实验说明了什么？（不同物体下落快慢相同）
结论：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。
强调：⑴.这种运动发生在真空中。
⑵.若空气阻力很小，可忽略时，也可看作自由落体运动。
3. 自由落体运动是一个什么性质的运动呢？
回顾前面所学知识，怎样判断一个运动是否是匀变速运动呢？（△S=常数）
下面分析课本上的闪光照片
⑴.测出小球的位置坐标X
⑵.计算出相邻两个小球间的距离S
⑶.计算出相邻相等时间内的位移之差△S
比较各个△S可见都接近于２，若忽略误差，可见△S相等，等于常数．即自由落体运动是一个匀变速运动．
由于初速度为零，所以自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．
４.自由落体加速度大小、方向。
不同物体在同一地点，从同一高度同时自由下落，同时到达地面。由S=可知，加速度大小相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用g表示。
重力加速度的方向总是竖直向下的。
大小：不同地方数值不同。如课本表格所示，由表中可见，重力加速度g随纬度的升高而增大。
通常计算时：g=/s2
粗略计算时：g=10m/s2
5.自由落体运动的规律
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以其规律都适用于自由落体运动，就是把a变成g，其公式如下：
Ｖt＝gt
Ｓ=
Ｖt2=2gs
练习：一个物体从h高处自由下落，经过最后１９６m所用的时间是４秒，若不计空气阻力，求物体下落的总时间和下落的高度h．
解法一：由Ａ到Ｃ自由落体运动h＝ (1)
由Ａ到Ｂ也是自由落体 h－h＇＝ g(t－t＇)2 （2）
(1)－(2)式得
h＇＝gtt＇－
t＝ ＝ ＝７(s)
h＝ ＝ ＝240(m)
解法二：v ＝v 设总时间为t
可求得t－２秒时的速度
v＝g（t－２）＝
t＝ ＋２＝ ＋２＝７(s)
h＝ ＝ ＝240(m)
作 业：练习八 １－４题．
1．通过演示实验，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的观察、概括、科学抽象能力。教学时，教学过程的第一部分（通过演示实验，引出要探究的问题）可以适当紧凑些，尽量缩短教学时间。研究物体下落快慢的因素分析时，尽量激发学生思考，利用已有的实验器材（纸片、铁片），放手让学生上讲台来演示，这不仅激发学生学习兴趣，而且活跃了课堂氛围。
2．通过探索研究过程，得出重要的结论：自由落体是匀加速运动、加速度为g；同时“让学生经历科学探究的过程，培养科学探究能力”的精神。最后，自由落体运动规律的得出及应用等知识也就水到渠成。因此，对课本知识的适当延伸、拓展，让学生经历设计实验、合作完成实验、交流实验成果、得出结论，再理论联系实际，有利于培养学生探究能力，观察、分析、解决实际问题的.能力，这正是当今素质教育所要求的。
3．在探究过程中，学生会提出很多方案。用打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动时，学生可能会提出按学生实验“研究小车速度随时间变化的规律”那样测出加速度，或不用小车，用钩码直接钩住纸带跨过滑轮水平拉纸带等，教师要利用自由落体运动的定义出发，引导学生对实验方案进行完善。分组实验时，可以两个或三个同学为一组，数据的处理时一定要灵活，同组实验者分别用计算器计算，这样，可以节省课堂时间，又达到了总结规律的目的。学生也可能会提出用方案二、三，利用图象来研究运动规律，教师要给予肯定，由于实验条件的限制，可以根据实际条件进行演示。通过演示不仅拓展学生的思维，而且巩固了利用图象研究运动的方法。
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
2、推论①vt2=v02+2as；② = = ；③v0=0
s1∶s2∶s3=1∶4∶9 sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝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？
猜想：物体下落过程的运动情况与哪些因素有关，质量大的物体下落速度比质量小的┛炻穑开
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。
自由落体运动教学
物理学与信息技术学院 物理2班 靳晶
一、教材分析：
本节课选自人教版高一物理第二章第五节，是在前四节匀变速直线运动的规律基础上开展的新的一课，是匀变速直线运动的一个特例。同时本节课为我们引入了物理学研究中非常重要的理想化模型的概念，在物理学中具有非常重要的地位。二、三维目标： 1.知识与技能：
(1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。
(2)理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。2.过程与方法：
(1)通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力。(2)利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。
3.情感态度价值观：
(1)通过演示实验培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
(2)通过介绍伽利略上百次对自由落体运动本质规律的研究培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
三、教学重点、难点：
1.教学重点
(1)自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程．(2)掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题． 2.教学难点
(1)理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题．
四、学情分析
学生已经有了匀变速直线运动的规律做基础，在此基础上理解自由落体的运动规律不会太难。重点是让学生认同同一地点同一高度自由落体加速度恒定这一结论。并且高一的学生已经具有了一定的逻辑分析能力，相信在老师的精力指引下，学习起来不会太困难。
五、教学方法
我准备采用情景引入开始新课，提出疑问，然后学生设计实验验证结论。老师在此基础上为学生梳理总结知识点，体现教师主导，学生主体的思想。
六、教学过程
【新课导入】
教师：秋天到了，树上的苹果和叶子同时从同一高度处落下，哪一个先着地？为什么呢？ 学生：苹果，因为苹果重。
教师：同学们很有哲人的思想，公元前四世纪古希腊著名的思想家、哲学家亚里士多德就提出了这样一个观点：重的物体下落的快。那么重的物体一定下落的快吗？我们来做几个简单的小实验。【新课教学】
{实验}取一块橡皮、一张八开的白纸、一张十六开的白纸，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块橡皮和一张八开的白纸，可以看到橡皮比纸片下落得快，说明：质量大的下落得快。
②把十六开的白纸团成团，和八开的白纸同时从同一高度释放，观察到纸团比纸片下落
得快，说明：质量小的下落的快。
③将十六开的纸团和橡皮从同一高度同时释放。观察到一样快，说明：质量不同的物体下落的一样快。
老师：从以上实验中同学们可以得出什么结论？ 学生：质量不影响物体下落的快慢。
老师：同学们再猜猜是什么因素在影响物体下落的快慢呢？（老师可以举出降落伞打开和不打开两种情况对同学进行引导，引导学生得出空气阻力这一影响因素）学生：空气阻力 老师：既然空气阻力影响物体的下落，那么在没有空气阻力的情况下物体下落会怎样呢？引入牛顿管实验。并对实验器材进行细致介绍。
{“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．将羽毛和金属片放人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．
老师：从以上试验中我们可以得到什么结论？（教师提问）学生：从实验现象中总结结论。
教师总结学生的说法，得出结论：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．
（一）、自由落体运动 自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
自由落体运动的特点：(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． 老师：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，把它们的自由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．
（二）、自由落体运动加速度 {打点计时器测量重力加速的} 按照教材第45页的图2．4—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．
老师：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)相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系?(4)影响实验精确程度的因素有哪些? 学生：分组讨论，派代表回答。老师总结：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)连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度；(3)相邻、相等时间间隔的位移之差相等；
(4)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．
实验探究结果：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／s2． 教师：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：请学生思考两个问题：
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? 学生：使用不同的物体进行的反复实验表明: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，老师：这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度． 重力加速度：（1）符号：g；
（2）方向：竖直向下(与重力方向一致)；
（3）大小：与地点有关．一般计算中g＝9．8m／s2，粗略计算中可以取g＝10m／s2． 老师：让学生看教材第46页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的? 学生猜想，但不宜过多解释．
学生：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．
老师：补充：重力加速度不单与纬度有关，与高度也有关。纬度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。
（三）、自由落体运动的规律： 老师：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了．自由落体运动遵从的规律:v=vo+at推出：v＝gt； x＝vot+at2/2推出：x＝gt2/2．
（四）、总结
这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解．自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g，即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例vo＝o，a＝g．我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论，在自由落体运动中均可使用．在使用时要注意自由落体运动的特点，判断是自由落体运动之后方可代人计算．
七、板书设计
第三节 自由落体运动
（一）、自由落体运动
定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
特点：(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．
（二）、自由落体运动加速度
定义：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，符号：g；
方向：竖直向下(与重力方向一致)；
大小：与地点有关．纬度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。
一般计算中g＝9．8m／s2，粗略计算中可以取g＝10m／s2．
（三）、自由落体运动的规律： v＝gt；
x＝gt2/2
《自由落体运动》教学设计
商南县鹿城中学 付周平
一、教材依据
本节课选自人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）》第二章《匀变速直线运动的研究》第5节关于《自由落体运动》的内容。
二、设计思想
为了全面完成各项教学目标，本节教学设计以实验探索为主线，充分展现隐含在本节内容中的科学探究方法和科学思维方式。首先，通过“测反应时间”的实验游戏激发学生学习兴趣，引出研究的问题——落体运动，接着从生活经验和亚里士多德的观点出发进行巧妙的推理，使亚里士多德的理论陷入自相矛盾的境地，引起学生探究的兴趣。在此基础上学生自主进行实验探究，通过对实验结果的分析和讨论得出初步结论，提出物体下落快慢与质量无关的设想。最后再由学生自主进行实验探究，利用打点计时器，记录自由落体运动的信息，为下一节定量地探究自由落体运动规律做好准备。
由于本节课学生自主实验探究的活动较多，故采用学生分组实验模式进行课堂活动，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强小组同学间的讨论与交流，师生间的相互反馈，培养学生合作学习的精神。课堂以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题，培养学生的逻辑思维能力。
三、教学目标 【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的加速度，知道它的方向，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。
5．初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。【过程与方法】
1．会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
2．会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。3．善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。【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．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。3．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。
四、教学重点
1．自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2．掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼，也是激发学生进一步学习的手段，学生进行逻辑推理，可相互讨论，然后小组代表举手发言，其余倾听、思考。
逻辑推理为后面的研究指明了方向，使学生明确下一步要解决的问题。3．组织学生进行实验探究
一个纸团与一块橡皮在高同时下落，比较下落快慢。4.进一步探究影响物体下落快慢的因素
（1）引问：既然物体下落快慢与其质量没有必然联系，实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。
（2）猜想：影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗？ 教师演示实验（可考虑用电脑课件，老师同步讲解。）
（3）引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生在教师的引导下可以从实验中得出结论：物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时，物体下落过程中运动快慢与质量无关。5.自由落体运动的概念
（1）.概念引入
引问：由于落体运动受到空气阻力影响，要想研究落体运动就必须排除空气阻力，那么，如果物体在下落过程中忽略空气阻力，物体的受力有什么特征。
学生以原有的力学基础可以很快答出：忽略空气阻力，则物体只受重力作用。
（2）.自由落体运动
物体仅在重力作用下，从静止（即初速度为零）开始竖直下落的运动，叫做自由落体运动。
学生思考，联想，答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动，实际生活中物体受到空气阻力，但一般重力大于空气阻力。6．实验探究自由落体
（1）引问：若要研究某种运动规律，我们可以采用怎样的方法和器材？
学会回顾前面学习匀变速直线运动的体验，可想到：利用打点计时器采用示踪（轨迹记录）法研究。
（2）利用打点计时器记录重物的下落过程。（提醒学生操作注意事项）（3）引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析：
（可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理，重点强调任意两个相邻点（无论匀速或变速）的等时性。）
自由落体运动的规律
要求学生根据匀变速直线运动公式，自己尝试写出自由落体运动的基本公式：
v?gt12gt 2v2?2gxx?组织学生讨论、交流。8.课堂总结、点评
重点与剖析
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。
思考：不同的物体，下落快慢是否相同？为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？
在空气中与在真空中的区别是，空气中存在着空气阻力。对于一些密度较小的物体，例如降落伞、羽毛、纸片等，在空气中下落时，受到的空气阻力影响较大；而一些密度较大的物体，如金属球等，下落时，空气阻力的影响就相对较小了。因此在空气中下落时，它们的快慢就不同了。
在真空中，所有的物体都只受到重力，同时由静止开始下落，都做自由落体运动，快慢相同。
2、不同物体的下落快慢与重力大小的关系
（1）有空气阻力时，由于空气阻力的影响，轻重不同的物体的下落快慢不同，往往是较重的物体下落得较快
（2）若物体不受空气阻力作用，尽管不同的物体质量和形状不同，但它们下落的快慢相同。
3、自由落体运动的特点
（1）v0=0
（2）加速度恒定（a=g）。
4、自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1、自由落体加速度又叫重力加速度，通常用g来表示。
2、自由落体加速度的方向总是竖直向下。
3、在同一地点，一切物体的自由落体加速度都相同。
4、在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同。
规律：赤道上物体的重力加速度最小，南（北）极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大。
三、自由落体运动的运动规律
因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。
1、速度公式：v=gt
2、位移公式：h= gt2
3、位移速度关系式：v2=2gh
4、平均速度公式：=
5、推论：h=gT2
问题与探究
问题1物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗？你有什么假设与猜想？
探究思路：物体在真空中下落时，只受重力作用，不再受到空气阻力，此时物体的加速度较大，整个下落过程运动加快。在空气中，物体不但受重力还受空气阻力，二者方向相反，此时物体加速度较小，整个下落过程较慢些。
问题2自由落体是一种理想化模型，请你结合实例谈谈什么情况下，可以将物体下落的运动看成是自由落体运动。
探究思路：回顾第一章质点的概念，谈谈我们在处理物理问题时，根据研究问题的性质和需要，如何抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化，进一步理解这种重要的科学研究方法。
问题3地球上的不同地点，物体做自由落体运动的加速度相同吗？
探究思路：地球上不同的地点，同一物体所受的重力不同，产生的重力加速度也就不同。一般来讲，越靠近两极，物体做自由落体运动的加速度就越大；离赤道越近，加速度就越小。
典题与精析
例1下列说法错误的是
A。从静止开始下落的物体一定做自由落体运动
B。若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快
C。自由落体加速度的方向总是垂直向下
D。满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动
精析：此题主要考查自由落体运动概念的理解，自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。选项A没有说明是什么样的物体，所受空气阻力能否忽略不得而知；选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下，初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比，但不一定是自由落体运动。
答案：ABCD
例2小明在一次大雨后，对自家屋顶滴下的水滴进行观察，发现基本上每滴水下落的时间为 s，他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度。你知道小明是怎样估算的吗？
精析：粗略估计时，将水滴下落看成是自由落体，g取10 m/s2，由落体运动的规律可求得。
答案：设水滴落地时的速度为vt，房子高度为h，则：
vt=gt=10 m/s=15 m/s
h= gt2= 102 m= m。
绿色通道：学习物理理论是为了指导实践，所以在学习中要注重理论联系实际。分析问题要从实际出发，各种因素是否对结果产生影响都应具体分析。
例3一自由下落的物体最后1 s下落了25 m，则物体从多高处自由下落？（g取10 m/s2）
精析：本题中的物体做自由落体运动，加速度为g=10 N/kg，并且知道了物体最后1 s的位移为25 m，如果假设物体全程时间为t，全程的位移为s，该物体在前t—1 s的时间内位移就是s—25 m，由等式h= gt2和h—25= g（t—1）2就可解出h和t。
答案：设物体从h处下落，历经的时间为t。则有：
h= gt2 ①
h—25= g（t—1）2 ②
由①②解得：h=45 m，t=3 s
所以，物体从离地45 m高处落下。
绿色通道：把物体的自由落体过程分成两段，寻找等量关系，分别利用自由落体规律列方程，联立求解。
自主广场
基础达标
1、在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两石块从同一高度处同时自由下落，则
A、在落地前的任一时刻，两石块具有相同的速度、位移和加速度
B、重的石块下落得快、轻的石块下落得慢
C、两石块在下落过程中的平均速度相等
D、它们在第1 s、第2 s、第3 s内下落的高度之比为1∶3∶5
答案：ACD
2、甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落，则在下落过程中
A、两球速度差始终不变
B、两球速度差越来越大
C、两球距离始终不变
D、两球距离越来越大
答案：AD
3、物体从某一高度自由落下，到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是
A、1∶2
B、1∶1
C、2∶1
D、4∶1
答案：B
4、从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释放乙，则以乙为参考系，甲的运动形式是
A、自由落体运动、
B、匀加速直线运动a
C、匀加速直线运动ag
D、匀速直线运动
答案：D
5、A物体的质量是B物体质量的5倍，A从h高处，B从2h高处同时自由落下，在落地之前，以下说法正确的是
A、下落1 s末，它们的速度相同
B、各自下落1 m时，它们的速度相同
C、A的加速度大于B的加速度
D、下落过程中同一时刻，A的速度大于B的速度
答案：AB
6、从距离地面80 m的高空自由下落一个小球，若取g=10 m/s2，求小球落地前最后1 s内的位移。
答案：35 m
综合发展
7、两个物体用长L=9。8 m的细绳连接在一起，从同一高度以1 s的时间差先后自由下落，当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间是多长？
答案： s
8、一只小球自屋檐自由下落，在t=0。2 s内通过高度为h=2 m的窗口，求窗口的顶端距屋檐多高？（取g=10 m/s2）
答案： m
9、如图2—4—1所示，竖直悬挂一根长15 m的杆，在杆的下方距杆下端5 m处有一观察点A，当杆自由下落时，从杆的下端经过A点起，试求杆全部通过A点所需的时间。
（g取10 m/s2）
图2—4—1
答案：1 s