1、 2.1 探究自由落体运动学案一、【学习目标】1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素2、知道如何用科学的方法去研究落体运动（打点计时器的应用及数据的处理）二、学习重点难点1、领略科学探究的方法与步骤，同时掌握一定的实验方法。2、理解伽利略研究自由落体运动实验构思，掌握利用各种方法（打点计时器、光电计数器、频闪照片、数码摄像等）的实验步骤。难点：影响物体下落快慢的因素三、课前预习（自主探究）1. 自由落体运动定义物体仅在 作用下，从 开始下落的运动叫做自由落体运动。2自由落体运动的条件(1)物体只受到 作用；(2)物体从 开始下落。在忽略 时，所有物体在同一地点下落快慢是 的. 物体下
2、落的快慢与重力大小无关.3在一玻璃管中放中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，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4.在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关的下列说法中，正确的是（ ）它们受到的空气阻力不同 它们的加速度相同它们落地的速度不同 它们下落的时间相同A B C D四、【课堂活动】（1）小组合作交流知识点1 对落体运动的思考问题：物体下落的快慢与那些因素有关呢？猜想：物体下落的快慢可能与物体的质量有关，也可能与物体受到的空气的阻力有关。实验探究1：比萨斜塔上的物体落地实验（
3、探究物体下落快慢与物体质量的关系）2000多年前, 古希腊有个名叫亚里士多德的哲学家曾经讲过:“物体越重, 下落越快。”这就是说较重的物体先落地, 较轻的物体后落地。当时在欧洲人的心目中, 除了上帝只有亚里士多德的话绝对正确。因此, 直到16世纪后期, 从来没有人怀疑过这个结论。 16世纪末, 意大利比萨大学年轻的数学讲师伽利略, 经过反复思考,深入分析, 决定向权威挑战。1590年的一天, 年轻的伽利略, 手持一个木球和一个铁球, 登上比萨城54米高的斜塔顶部, 从同一高度同时将两个球松开。只见它们平行下落, 越落越快, 最后只听得“噗”的一声, 两个球同时落地,【重点归纳】世界著名的比萨斜
4、塔实验证明: 不同重量的物体, 下落的快慢是相同的。伽利略用两个球同时到达地面的事实, 推翻了统治欧洲达2000年的亚里士多德的学说。结论：物体下落过程的运动情况与物体的 无关实验探究2：探究空气阻力对物体下落快慢的影响问题的提出1：重的物体比轻的物体下落快吗?日常生活的经验告诉我们：石头明显比树叶下落得快阿里士多德的观点：重的物体下落得快。对否？若由这一观点出发，可以得出如下两个结论：A.若将石头和树叶捆在一起，受的重力一定比任一物体都大，其石头和树叶下落速度应比其中任一物体的速度快。B.若将石头和树叶捆在一起，独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落速度较快的石头，其下落速度应比其中任一物体的速
5、度慢。在这里，我们就从重的物体比轻的物体下落得快的假设，推导出了重物下落得更慢的互相矛盾的结论。所以说，亚里士多德的观点是不正确的。下面我们就通过实验来验证一下，物体运动的快慢与物体的质量有没有关系？实验与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. 研究方法：观察和思考。1.面积相同的硬币和纸片一起下落,比较下落快慢?结论是(课本P29)： 。这说明了： 。2.将一纸片捏成团与一展开的纸片下落,下落快慢?结论是： 。这说明了： 。3.将一硬币和一贴有纸片的硬币下落,下落快慢?结论是： 。这说明了： 。由上面的实验我们可以得出什么结论？物体下落的快慢与物体的重力（质量）有关吗？伽利略进
6、行研究得出一个与阿里士多德完全不同的结论，伽利略的结论: 。问题的提出2：既然物体下落的快慢与物体的重力无关,现实生活中,石头为什么明显比树叶下落得快? 并且,影响物体下落快慢的因素是什么？观察与思考?(书P29) “牛顿管”实验：探究真空中不同物体的下落将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中让它们同时下落.观察羽毛和金属片的下落情况.抽去玻璃管中的空气.重复上述实验.从观察到的实验结果分析，影响羽毛和金属片下落快慢的原因是什么?观察到的实验结果: 。原因分析: 。前面的石头为什么明显比树叶下落得快? 原因是： 。【归纳】当 时，物体只受重力作用，物体下落快慢就会一样。这种运动我们称之为 自由落体
7、运动。一、自由落体运动1.定义：2.产生的条件：(特点)（提示学生从描述物体运动的物理量：位移、速度、加速度等方面概括）（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）3. 运动性质：是初速为零的匀加速直线运动。大家再回顾仔细分析一下，亚里士多德的观点究竟错在哪里？答： 。二.记录自由落体运动的轨迹-运动的规律师：对于运动问题，我们一般会关注哪两个物理量之间的关系呢？答： 。首先，我们要模拟一个自由落体运动，然后大家可以猜想一下，认为自由落体运动的规律是什么呢？生猜想？究竟哪个猜想才是正确的呢？我们必须要用实验来验证。引问：若要研究某种运动的规律时，我们可采用怎样的器
8、材(记录方法)？答： 。还其它记录方法吗？答：常用方法有： 【实验与探究】：P30 如图2-1-4所示，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，并跟学生讨论实验过程应注意的问题：打点计时器安装时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.应选用质量和密度较大的重物，可使阻力的影响相对减小.应先接通电源，待打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落.手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰.多打几条纸带，选取所打点迹清晰、成一条直线的纸带进行研究初步分析纸带可获取信息：轨迹是 线，运动方向是 ；速度是 速运动，速度越来越 ；可比较连续相等时间内的位移。
9、完成实验后，请思考如下问题: 1.重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化? 如何从实验结果中判断出来? 2.有的同学从实验结果中得出st2.有的同学得出st,你的结论又如何?3.影响实脸精确程度的因素有哪些?分析纸带上记录的运动信息，我们可以找到自由落体运动的规律。【归纳】自由落体运动的规律是: .引导思考讨论：课本P28实验与探究问题2，根据已有经验，学生知道研究运动规律方法之一就是寻找位移与时间的关系，故可想到作st图象来分析推测自由落体的规律。 用图象处理实验数据：记起点为0，在纸带上找出清晰的六点分别标上A、B、C、D、E、F，自行设计表格，记录从O点到A、B、C、D、E、F
10、所通过的位移所对应的运动时间。0AOBOCODOEOFs（cm）t(s)t2(s2)【针对训练】1.（不定项）一个苹果和一片树叶同时从同一高度下落，以下说法正确的是（ ） A、树叶和苹果下落得一样快，因为二者都做自由落体运动 B、树叶下落得慢，因为空气阻力对树叶运动的影响比对苹果的影响大 C、苹果的运动可以近似地视为自由落体运动 D、树叶和苹果落地时的速度大小一定相等2.（不定项）对于自由落体运动，下列说法正确是（ ） A、自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动 B、自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 C、理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生 D、在有空气阻力时，
11、只要空气阻力可以忽略，物体仍可以当作自由落体运动3.（不定项）甲、乙两个金属球，甲的重量是乙的2倍，从同一高度同时自由下落，正确的是（ ）A.两球同时落地 B.甲球先落地C.甲球落地时的速度较大 D.同一时刻在空中的同一高度位置。4.（单选）下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动（ ）A.树叶的自由下落的运动 B.被运动员推出去的铅球的运动C.从桌边自由滑落的钢笔的运动 D.从水面自由落到水底的石子的运动【课后作业】（全部单选）1.（单选）在忽略空气阻力的情况下，让相同体积的铁球和铝球从同一高度处同时无初速度自由下落，下列说法错误的是（ ）A.铁球密度大，质量大，因而铁球先落地B.物体下落的快
12、慢程度和重量的大小无关，因而两球同时落地C.在着地前的任意时刻，两球离地面的高度相同 D.在着地前的任意时刻，两球的速度相同2.（单选）小鹏同学摇动苹果树，从同一高度一只苹果和一片树叶同时从静止下落，他发现苹果先落地，则以下说法正确的是（ ）A苹果和树叶都是自由落体运动B苹果和树叶的运动，都不能近似的看成自由落体运动C苹果的运动可以看成自由落体运动，树叶的运动则不能看成自由落体运动D假如地球上没有空气，则树叶和苹果也不会同时落地3.单选）关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）A.物体从静止下落的运动就叫自由落体运动项 B.物体竖直下落的运动就叫自由落体运动C.物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动D.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动叫自由落体运动4.（单选）下列物体的运动可以看成自由落体运动的是（ ）A冬天飘落的雪花 B秋天果树上掉下的苹果C匀速下落的降落伞 D从飞行着的飞机上释放的苹果5（单选）.踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”近年来，踢毽子成为全民健身活动之一毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下、羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是()A铜钱重，所以总是铜钱在下、羽毛在上B如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下、羽毛在上的现象 C因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下、羽毛在上D毽子的自由下落是自由落体运动【课后反思】
