《自由落體運動》預習案目標導航1．通過歷史知識,初步了解近代實驗科學產生的背景,認識實驗對物理學發展的推動作用。

2．了解伽利略的實驗研究過程，認識伽利略有關實驗的科學思想和方法。課前預習〖自主學習〗1.綿延兩千年的錯誤亞里士多德根據平常觀察到的落體現象得出了結論：____________的物體比____________的物體下落得快，這一結論在其后兩千年的時間里，被人們奉為經典.2.邏輯的力量（1）伽利略利用邏輯推理的方法對亞里士多德的論斷進行了推斷，得出了____________的結論，使亞里士多德的理論陷入了困境.（2）伽利略對落體現象提出了一種新的觀點：重物與輕物下落得____________.3.伽利略的假說與實驗驗證（1）伽利略猜想落體運動是一種____________運動，這種運動的速度應該是____________變化的.（2）伽利略讓小球從斜面的不同位置由靜止滾下，得出小球滾下的_________與__________成正比，即速度均勻變化.當傾角等于90°，即物體豎直下落時，____________與____________仍成正比，即速度是均勻變化的，得到了落體運動的規律.4.伽利略的科學方法伽利略科學思想方法的核心是把____________和____________（包括數學推演）和諧地結合起來，從而有力地推進了人類科學認識的發展.5.自由下落的物體，它的初速度為_______，其加速度叫做_____加速度，通常大小取為_____，符號為_____。在地球上不同的地方，一般來說，g的方向是_____（填“相同”或“不相同”），但都是豎直_____的；g的大小是_____（填“相同”或“不相同”）。自由下落的物體，1秒末的速度是_____米/秒；5秒內的位移是_____米。6．小球A的質量是小球B的質量的2倍，從同一地點高度自由下落，則：

A.小球A比小球B先落地。

B.小球A著地時速度比小球B著地時的速度大。

C.小球A的加速度比小球B的加速度大。

D.兩球著地時速度相等。《自由落體運動》行課案一、教材分析自由落體運動是勻變速直線運動的一種具體情形。此前，學生已經學習了勻變速直線運動的規律，也學習了研究勻變速直線運動的基本方法，對本課的學習，實際上是引導學生利用已有知識解決生活實際中的問題。組織學生進行探究活動，既有利于鞏固所學的知識，培養學生解決實際問題、探求規律的能力，還能對學生進行科學方法和科學思想的教育。本節課的教學重點在于說明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于學生受日常經驗的影響，對重的物體下落快，輕的物體下落慢的印象很深，所以本節課做好實驗十分重要。教學時可以引導學生從日常生活經驗出發，通過實驗逐步提出問題（設疑），讓學生自己探究（解疑），得出結論。充分體現了物理是以實驗為基礎的學科，讓學生體會科學推理和科學實驗是揭示自然規律的重要方法和手段。本節課的教學難點是掌握并靈活運用自由落體運動規律解決實際問題。二、教學目標1、知識與能力（1）理解自由落體運動，理解是重力加速度，（2）掌握自由落體運動的規律，（3）培養學生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。2、過程與方法通過觀察輕重不同物體在真空中的下落過程，實際測量重物自由下落的加速度等探究活動，讓學生體會科學推理和科學實驗是揭示自然規律的重要方法和手段。3、情感態度和世界觀感受前人（亞里士多德）崇尚科學、勇于探索的人格魅力，培養學生嚴謹務實的科學態度。促進學生形成科學思想和正確的世界觀。三、教學重點難點重點1.對落體規律的研究以及“所有物體自由落體運動的加速度相同，與重量無關”的結論的得出。2.自由落體運動的規律及應用。難點實驗時的數據處理和理想化方法的應用及“自由落體運動的加速度相同”這個規律的得出。四、教具牛頓管兩個、羽毛兩片、多媒體五、課時安排：1課時六、教學過程新課引入通過學生舉例，展示日常生活中的落體運動（如樹葉飄然落下、雨滴下落、蘋果落地等），再比較輕的樹葉和重的蘋果下落快慢不同，讓學生誤以為“物體越重下落就越快”，然后本著“物理學中一切的概念和規律都需要通過實驗去驗證，只有經過實驗反復驗證了的規律我們才能去承認它”的基本原則，自然地引出接下來的兩個探究實驗。新課教學（一）是否重的物體就一定下落得快？實驗一輕的紙團和重的紙片同時下落現象一輕的物體下落得快具體過程：準備大小兩張紙，大的紙片重，將小的紙片揉成團，讓紙團和紙片同時從同一高度釋放，觀察誰先著地。一位同學做這個演示實驗，另一位同學觀察實驗現象。實驗二等重的紙團和紙片同時下落現象二等重的物體下落的快慢也不一樣具體過程：準備兩張一模一樣的紙，將其中一個揉成團，再讓它們同時從同一高度釋放，觀察誰先著地。一位同學做這個演示實驗，另一位同學觀察實驗現象。教師引導分析上面兩個實驗，得出“物體下落快慢不能單憑輕重來判斷”，等重的紙片和紙團下落快慢的不同可能與空氣阻力有關。為了驗證猜想，接下來做錢毛管實驗。如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落快慢一樣，就能說明確實是空氣阻力這個因素造成的。（二）是否由于空氣阻力才導致物體下落的快慢不同？真空牛頓管實驗（由于時間關系，課前已將管中真空抽上，此時里面空氣相當稀薄），實驗時迅速將牛頓管管倒轉，讓一位同學上前觀察，發現輕的羽毛和重的鐵片幾乎同時著地。再將管中充入空氣，重復上面的實驗，發現有空氣時羽毛后著地，說明了如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落的快慢程度一樣。真空中拍攝的蘋果和羽毛的頻閃照片頻閃相機每經過相同的時間就拍攝一次，在真空實驗室中發現羽毛和蘋果始終處于同一高度，再次證明如果沒有空氣阻力，所有物體下落的快慢程度一樣。教師再適當引導學生分析在真空中物體的受力情況（只受重力作用，并且初速度又為0），自然引出自由落體運動的定義（只在重力作用下，物體由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動）。再由定義發現自由落體運動的兩個基本條件（只受重力，并且初速度為0）。強調自由落體運動是一種理想化模型，在我們周圍找不出這樣的真空環境，但如果物體所受的空氣阻力與重力相比，可以忽略不計，可近似的認為是自由落體運動。（三）再現伽利略對自由落體運動規律的探究之路①發現問題。同樣用亞里士多德的觀點去比較兩種情況下石塊下落的快慢，卻得到兩個相互矛盾的結論。否定了亞里士多德“物體越重下落得就越快”這一觀點。②實驗證實。講述比薩斜塔實驗，再次否定亞里士多德的觀點。③提出v∝t這一假說。④在假說的基礎上由數學知識演算得出h∝t2。讓學生分組討論，如何根據自己所學由v∝t推導出h∝t2。⑤實驗間接驗證自由落體時h∝t2。⑥合理外推。說明抓住主要因素，忽略次要因素是物理學中常用的研究方法。（四）探究自由落體運動的加速度勻加速直線運動中速度方向跟加速度方向相同，可判斷出加速度方向豎直向下。加速度大小根據小球頻閃相片的數據，再結合逐差法（之前已經講過），學生很容易算出加速度大小為m/s2。教師適時說明我們計算時加速度大小取m/s2，粗略計算時取10m/s2，自由落體運動加速度又稱為重力加速度，用符號g表示。在同一地點，所有物體的重力加速度相同，隨著緯度和海拔的不同，這個值略有差異。采用多媒體展示“不同緯度的重力加速度”圖表，讓同學通過觀察，分析總結出重力加速度隨緯度變化的規律。。（五）自由落體運動的規律由勻變速直線運動規律得自由落體運動的規律，螞蟻從高處落下來為什么摔不死？眾所周知，人從樓上掉下摔不死也會摔成重傷，可是螞蟻從高處落下卻會安然無恙，你知道其中的秘密嗎？原來是這樣：物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，其阻力的大小與物體和空氣接觸的表面積大小有關.越小的物體其表面積大小和重力大小的比值越大，即阻力越容易和重力相平衡，從而不致于下降的速度越來越大，也就是說微小的物體可以在空氣中以很小的速度下落，所以螞蟻落地時速度很小，不致于摔死.《自由落體運動》課后提高班級姓名評價課時作業1.在物理學的發展歷程中，下面的哪位科學家首先建立了平均速度、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的運動，并首先采用了實驗檢驗、猜想和假設的科學方法，把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而有力地推進了人類科學的發展（）A.伽利略 B.亞里士多德 C.牛頓 D.愛因斯坦2.亞里士多德的命題“重的物體下落快，輕的物體下落慢”失誤的根源在于他（）A.不注意觀察自然現象 B.對此沒有做深刻的邏輯思辨C.對此沒有進行科學實驗 D.對此沒有進行歸納和總結3.在學習物理知識的同時，還應當十分注意學習物理學研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點甚至更重要.偉大的物理學家伽利略的研究方法對于后來的科學研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義.請你回顧伽利略探究物體下落規律的過程，判定下列哪個過程是伽俐略的探究過程（）A.猜想—問題—數學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論B.問題—猜想—實驗驗證—數學推理—合理外推—得出結論C.問題—猜想—數學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論D.猜想—問題—實驗驗證—數學推理—合理外推—得出結論4.伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是（）A.不能很準確地測定下落的距離 B.不能測出下落物體的瞬時速度C.當時沒有測量時間的儀器 D.當時沒有記錄落體運動的數碼相機5.一個鐵釘和一團棉花同時從同一高處下落，總是鐵釘先落地，這是因為（）A.鐵釘比棉花團重 B.棉花團受到的空氣阻力不能忽略C.鐵釘不受空氣阻力 D.鐵釘的重力加速度比棉花團的大6.根據伽利略的猜想x∝t2可知，自由下落的物體，它下落一半路程所用的時間和全程所用的時間之比（）A. B.2 C. D.7.歷史上，對于伽利略用斜面實驗驗證v∝t有許多爭議.人們認為，他的時間測量不夠準確；斜面上的小球是滾下來的，而做落體運動的小球沒有滾動.你認為伽利略的實驗還存在哪些問題？請提出來并加以討論.8.物理學家曾評選出十個最美的物理實驗.這種“美”是一種經驗概念：最簡單的儀器和設備，最根本、最單純的科學結論.其實，科學美蘊藏于各科的實驗之中，有待于我們在學習過程中不斷地感悟和發現.伽利略的自由落體實驗和加速度實驗均被評為最美的實驗.在加速度實驗中，伽利略將光滑直木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測量銅球每次下滑的時間，研究銅球的運動路程與時間的關系.亞里士多德曾預言銅球的運動速度是均勻不變的.伽利略卻證明銅球運動的路程與時間的平方成正比.請將亞里士多德的預言和伽利略的結論分別用公式表示（其中路程用x、速度用v、加速度用a、時間用t表示）.亞里士多德的預言：____________；伽利略的結論：____________.伽利略的兩個實驗之所以成功，主要原因是在自由落體實驗中，忽略了空氣阻力，抓住了重力這一主要因素.在加速度實驗中，伽利略選用光滑直木板槽和銅球進行實驗研究銅球運動，是為了減小銅球運動過程中的______