2021-2022高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第5節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)3教案新人教版必修120220315222

PAGEPAGE13自由落體運(yùn)動(dòng)教材分析教材把自由落體運(yùn)動(dòng)作為初速度為零、加速度為a＝g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特例來(lái)處理，沒(méi)有另外給出自由落體運(yùn)動(dòng)的公式，這體現(xiàn)了物理學(xué)從簡(jiǎn)單問(wèn)題入手，用理想化的方法處理實(shí)際問(wèn)題的方法。研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，給出了頻閃照相機(jī)的照片，但沒(méi)有作定量的詳細(xì)分析，只要求從圖上看出物體越落越快，物體作加速運(yùn)動(dòng)即可。教材為了簡(jiǎn)便，援引伽利略的研究結(jié)果，直接給出了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度的講述，也比較適合學(xué)生的思維習(xí)慣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)在同一地點(diǎn)，從同一高度同時(shí)自由下落的物體，同時(shí)到達(dá)地面的事實(shí)。由知它們的加速度必相同，所以本節(jié)課的重點(diǎn)和關(guān)鍵是做好實(shí)驗(yàn)和推理分析。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)初步掌握了平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，并用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物理學(xué)中的理想模型有了一定的認(rèn)識(shí)，具備了初步的邏輯思維能力和運(yùn)用控制變量的研究方法。落體運(yùn)動(dòng)在自然界中是比較常見(jiàn)的，學(xué)生既熟悉又比較陌生。要從實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)出發(fā)，總結(jié)得出理想情況下的落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析，提示出物體只在重力作用下的落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)。自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，在一定條件下實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)。學(xué)生掌握了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律后，也能解決一些實(shí)際問(wèn)題。設(shè)計(jì)思路自由落體運(yùn)動(dòng)在教材中是作為初速度為零，加速度為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)安排的，如果教材處理得當(dāng)，對(duì)鞏固所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)探求規(guī)律的能力等都是極為有利的，本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)突出以下幾個(gè)特點(diǎn)：1．重視實(shí)驗(yàn)：整節(jié)課由多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)、1個(gè)小實(shí)驗(yàn)組成，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)疑、解疑、探求規(guī)律，又通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)的知識(shí)，充分體現(xiàn)了物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。2．重視多媒體輔助教學(xué)手段的運(yùn)用：運(yùn)用多媒體展示直觀的自由落體實(shí)例，再現(xiàn)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程，給出自由落體的最新科學(xué)證實(shí)等，多媒體手段的運(yùn)用可提高課堂教學(xué)的效率。3．注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)研究方法的教育：本節(jié)課從教學(xué)目標(biāo)的制定，到教學(xué)內(nèi)容的安排與講述，都在這一方面進(jìn)行了一些有益的嘗試。4．充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索、設(shè)問(wèn)點(diǎn)拔，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生始終保持積極探索的學(xué)習(xí)心態(tài)。5．層次分明：這節(jié)課的程序是：（1）通過(guò)對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的分析及實(shí)驗(yàn)觀察，說(shuō)明實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)受多種因素的影響；（2）正確地提出問(wèn)題，研究在真空條件下的落體運(yùn)動(dòng)，以及在實(shí)際中如何近似地滿足自由落體的條件；（3）揭示自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，研究在真空條件下落體運(yùn)動(dòng)的加速度，探求自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。三維目標(biāo)知識(shí)與技能1．認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；2．能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析；3．知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同；4．掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題；5．初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法.培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。過(guò)程與方法由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，采用實(shí)驗(yàn)室的基本實(shí)驗(yàn)儀器——打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，記錄下運(yùn)動(dòng)的信息，定量地測(cè)定重物自由下落的加速度，探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律的同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究方法。1．培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言歸納總結(jié)規(guī)律的能力；2．引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成進(jìn)行簡(jiǎn)單物理研究習(xí)慣、根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法；3．引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度變化的規(guī)律；4．教師應(yīng)該在教學(xué)中盡量為學(xué)生提供制定探究計(jì)劃的機(jī)會(huì).根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、討論和交流。情感態(tài)度與價(jià)值觀1．調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力；2．滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型——自由落體；3．培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí)，敢于提出與別人不同的見(jiàn)解。教學(xué)重點(diǎn)1．自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程；2．掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能運(yùn)用其解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)1．理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題；2．照相機(jī)曝光時(shí)間的估算。教具準(zhǔn)備多媒體課件、牛頓管、硬幣、天平、小紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶、重物（兩個(gè)質(zhì)量不同）等。課時(shí)安排2課時(shí)教學(xué)過(guò)程【新課導(dǎo)入】師：兩個(gè)輕重不同的小球同時(shí)落地的聲音，是那樣地清脆美妙！它使人們清醒地認(rèn)識(shí)到，輕重不是下落快慢的原因；它動(dòng)搖了2000多年來(lái)統(tǒng)治著人們頭腦的舊觀念，開(kāi)創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理之先河，將近代物理學(xué)以至近代科學(xué)推上了歷史的舞臺(tái)。當(dāng)樹(shù)葉從樹(shù)上飄落下來(lái)，雨滴從屋檐上落下來(lái)的時(shí)候，你們想過(guò)這種運(yùn)動(dòng)嗎？物體下落的過(guò)程有沒(méi)有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起探究這種運(yùn)動(dòng)──“探究自由落體運(yùn)動(dòng)”。【新課教學(xué)】一、自由落體運(yùn)動(dòng)（展示目標(biāo)，激起學(xué)生的求知欲）關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們都了解、知道些什么呢？學(xué)生在小學(xué)課文《兩個(gè)鐵球同時(shí)落地》及其它各種途徑中早已了解伽利略、比薩斜塔、伽利略的落體實(shí)驗(yàn)等。在現(xiàn)實(shí)生活中，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢在不少情況下是不同的。從蘋(píng)果樹(shù)上落下的蘋(píng)果和飄下的樹(shù)葉能一起同時(shí)下落嗎？落體運(yùn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)呢？我們應(yīng)該在什么樣的條件下研究落體的運(yùn)動(dòng)？落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)怎樣？遵循什么樣的規(guī)律呢？這就是本節(jié)要研究的問(wèn)題。（實(shí)驗(yàn)設(shè)疑，引出矛盾的結(jié)論，揭示問(wèn)題的復(fù)雜性）問(wèn)題：重的物體一定下落得快嗎？你能否證明自己的觀點(diǎn)？【實(shí)驗(yàn)探究】（演示）取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落。觀察出硬幣先著地，得出物體越重下落越快。（演示）取一顆小石子，一張比小石子重的大紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落。觀察出小石子先著地，得出物體越輕下落越快。（演示）取兩張完全相同的大紙片，它們的重力是相同的，這樣重力對(duì)下落的作用是相同的（采用控制變量法），再把其中的一張捏成紙團(tuán)，讓它們從同一高度同時(shí)下落。觀察到紙團(tuán)先著地，重力相同的兩個(gè)物體下落快慢可能不同。（歸納小結(jié)，正確地提出問(wèn)題）物體下落的快慢和物體的輕重關(guān)系比較復(fù)雜，既不能說(shuō)俞重俞快，也不能說(shuō)俞輕俞快，重力相同的兩個(gè)物體下落快慢可能不同。這說(shuō)明如果停留在“物體下落的快慢和輕、重有什么關(guān)系”這個(gè)問(wèn)題上是找不到出路的，必須換個(gè)角度來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。那么，除了物體的重力外，影響物體下落快慢的因素還有什么呢？分析得出是空氣阻力。影響空氣阻力大小的因素太復(fù)雜（物體形狀、速度大小、空氣密度等），引導(dǎo)得出最好先研究在沒(méi)有空氣阻力的條件下的落體運(yùn)動(dòng)。把只在重力作用下，由靜止下落的物體叫做自由落體，這種運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)。（提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）在沒(méi)有空氣阻力的情況下，輕重物體的下落快慢會(huì)怎樣呢？思維敏捷的學(xué)生對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象進(jìn)行分析后會(huì)作出各種假設(shè)，學(xué)生們爭(zhēng)論不休，期盼結(jié)論。（演示）取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，將紙片捏成團(tuán)。讓硬幣與紙團(tuán)從同一高度同時(shí)自由下落。觀察到在空氣阻力可忽略時(shí)，兩者幾乎同時(shí)著地。結(jié)論：物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)。（演示）錢羽管實(shí)驗(yàn)。將羽毛和金屬片放入有空氣的玻璃管中，讓它們同時(shí)下落，觀察到的現(xiàn)象是金屬片下落得快，羽毛下落得慢.將羽毛和金屬片放入抽去空氣的玻璃管中，讓它們同時(shí)下落，觀察到的現(xiàn)象是金屬片和羽毛下落的快慢相同。做牛頓管對(duì)比實(shí)驗(yàn)要注意：①抽氣達(dá)到一定的真空度時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉錢毛管閥門，然后再停止泵的運(yùn)轉(zhuǎn)；②先讓學(xué)生觀察羽毛、軟木塞或金屬片在已抽真空的牛頓管中同時(shí)下落，它們幾乎同時(shí)落到管底；③打開(kāi)進(jìn)氣閥，讓學(xué)生注意聽(tīng)到進(jìn)氣的聲音，看羽毛被氣流吹起的現(xiàn)象，再讓學(xué)生觀察羽毛、軟木塞或金屬在有空氣的牛頓管中同時(shí)下落，它們的下落快慢差別很大；④實(shí)驗(yàn)時(shí)，勿使金屬片壓在羽毛上，以免不抽氣時(shí)出現(xiàn)同時(shí)下落的現(xiàn)象。結(jié)論：影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力的作用，沒(méi)有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。（展示最新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)）用多媒體系統(tǒng)播放有關(guān)資料。自由落體運(yùn)動(dòng)只有在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生，在有空氣的空間里，如果空氣阻力的作用可以忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)。1．自由落體運(yùn)動(dòng)物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2．特點(diǎn)（1）初速度為零；（2）只受重力作用，沒(méi)有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)；（3）做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在同一地點(diǎn)從同一高度下落的快慢相同。在地球表面附近從高處下落的物體，事實(shí)上都受到空氣阻力的作用，因此，嚴(yán)格地說(shuō)，實(shí)際生活中并不存在只受重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng)，但若物體在下落過(guò)程中所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，則物體的下落也可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。例如，對(duì)于實(shí)心金屬球、石塊等，在它們運(yùn)動(dòng)速度不大的情況下，可以忽略空氣阻力的影響，把它們的自由下落看成自由落體運(yùn)動(dòng)，若它們從非常高的地方自由下落，當(dāng)它們的速度增大到一定程度，空氣阻力不能忽略，它們運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程就不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)。而對(duì)于另外一些物體如一團(tuán)棉花或紙片從空中靜止下落時(shí)，與重力相比，空氣阻力的影響太大不能忽略，它們的運(yùn)動(dòng)就不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)處理?！鹃喿x】請(qǐng)同學(xué)們閱讀下面的小資料，體會(huì)空氣阻力的影響。氣體和液體都具有流動(dòng)性，統(tǒng)稱為流體，物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，要受到流體的阻力，阻力的方向與物體相對(duì)于流體運(yùn)動(dòng)的方向相反.汽車、火車、飛機(jī)等交通工具在空氣中運(yùn)動(dòng)，要受到空氣的阻力?？焖衮T自行車，我們就會(huì)感到空氣的阻力，輪船、潛艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。魚(yú)在水中游動(dòng)、人在水中游泳，都要受到水的阻力。流體的阻力跟物體相對(duì)于流體的速度有關(guān)，速度越大，阻力越大.雨滴在空氣中下落，速度越來(lái)越大，所受空氣阻力也越來(lái)越大.當(dāng)阻力增大與雨滴所受重力相等時(shí)，二力平衡，雨滴開(kāi)始勻速下落。流體的阻力跟物體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，阻力越大。.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空氣中張開(kāi)降落傘，憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力，可以比較緩慢地降落。航天飛機(jī)著陸后，在飛機(jī)后面張開(kāi)一面類似降落傘的裝置，加大阻力，以便較快地停下來(lái)。流體的阻力還跟物體的形狀有關(guān)系，頭圓尾尖的物體所受的流體阻力較小，這種形狀通常叫做流線型。魚(yú)的形狀就是流線型的.為了減小阻力，小轎車、賽車、飛機(jī)、潛艇以及輪船的水下部分，外形都采用流線型設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，空氣阻力比液體阻力、固體間的摩擦力要小.氣墊船靠船下噴出的氣體，懸浮在水面上航行，阻力減小，速度很大。磁懸浮列車靠電磁力使列車懸浮在軌道上行駛，速度可高達(dá)500km/h。3．自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)探究】按照教材第43頁(yè)的圖2.5－1裝置做實(shí)驗(yàn)，將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器。用手捏住紙帶，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，松手后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一串小點(diǎn)。仿照前面對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的研究，測(cè)量重物下落的加速度。改變重物的質(zhì)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。說(shuō)明：落體運(yùn)動(dòng)物體的位置往往變化得比較快，憑目測(cè)難以觀察和記錄，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或頻閃照相就可以記錄下運(yùn)動(dòng)物體每隔相等時(shí)間所在的位置（運(yùn)動(dòng)信息），這樣得到的紙帶（或照片）可以用來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析。教材中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器較好地將重物下落過(guò)程記錄下來(lái)，這樣做既簡(jiǎn)便易行，又拓寬了對(duì)基本儀器的應(yīng)用，但實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度較難把握，因此在實(shí)驗(yàn)中要注意：①按教材圖示和實(shí)驗(yàn)要求連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端；②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力；③應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減??；④先接通電路再放開(kāi)紙帶；⑤手捏紙帶松手之前，不要晃動(dòng)，保證打出的第一個(gè)點(diǎn)清晰；⑥重復(fù)上述步驟多次，直到選取只有打出的第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間間隔約為2mm的紙帶才是有效的；（學(xué)生的疑問(wèn)暫且不要解釋）⑦教師一定要提醒學(xué)生思考討論，影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的因素有哪些？并給予具體引導(dǎo)，注意培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；⑧要求學(xué)生保存好記錄了自由落體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶，為下節(jié)課研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律作準(zhǔn)備。問(wèn)題：完成實(shí)驗(yàn)后，分析紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息，請(qǐng)思考下列問(wèn)題：（1）自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是怎樣的？（2）重物做自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速度有沒(méi)有發(fā)生變化？（3）有的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出x∝t2，有的同學(xué)得出x∝t，你的結(jié)論又如何呢？（4）相鄰、相等時(shí)間間隔的位移之差有怎樣的關(guān)系？（5）影響實(shí)驗(yàn)精確程度的因素有哪些？參考：分析紙帶可獲取信息：（1）自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線，速度方向不變；（2）連續(xù)相同時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大，說(shuō)明速度越來(lái)越大，即速度大小改變，具有加速度；（3）位移x與時(shí)間t的平方成正比；（4）相鄰、相等時(shí)間間隔的位移之差相等；（5）影響實(shí)驗(yàn)精確度的因素主要是阻力。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)，計(jì)算其加速度，換用不同質(zhì)量的重物看紙帶上點(diǎn)子間隔有什么不同，總結(jié)得出結(jié)論。點(diǎn)評(píng)：將兩條紙帶對(duì)比，只要兩條紙帶上的點(diǎn)子間隔相同就說(shuō)明它們的加速度是相同的。實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。也可用自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片，測(cè)出有關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)合結(jié)論Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝…＝aT2，定量判斷出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。【課堂訓(xùn)練】意大利的城市比薩有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4m，由于塔基問(wèn)題，塔身發(fā)生傾斜，這正是理想的落體實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。傳說(shuō)，經(jīng)典力學(xué)與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)者伽利略為了證明他的論斷，曾于1590年的某天邀請(qǐng)了許多支持者和反對(duì)者到斜塔旁觀看他的實(shí)驗(yàn)。只見(jiàn)伽利略一步一步登上塔頂，一手拿著一只1磅重的小球，另一手拿著一只10磅重的大球，在提醒觀眾注意后一松手，兩只球同時(shí)開(kāi)始筆直下落，伽利略令人信服地勝利了。這段描述今天已無(wú)從落實(shí)是否真實(shí)地發(fā)生過(guò)，然而比薩博物館至今還展覽著據(jù)說(shuō)是當(dāng)年伽利略用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的木球，比薩斜塔也由于這個(gè)傳說(shuō)而更加聞名于天下了。（1）請(qǐng)同學(xué)們補(bǔ)充上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果──兩個(gè)各重1磅與10磅的球落地的先后情況是怎樣的？（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了什么結(jié)論？參考結(jié)果：（1）同時(shí)落地；（2）物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)。二、自由落體加速度（探索自由落體運(yùn)動(dòng)快、慢的本質(zhì)）前面我們多次提到物體下落的“快”、“慢”，這可以是指物體在一定時(shí)間內(nèi)下落距離的大?。ɑ蛳侣湟欢ň嚯x的時(shí)間長(zhǎng)短），也可以指物體下落的速度大小。那么，對(duì)一種變速運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，最能反映它的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)特點(diǎn)的物理量是什么呢？引導(dǎo)得出是加速度，因此，我們的問(wèn)題可以歸結(jié)為：①僅受重力作用的不同物體是否具有相同的加速度？②自由落體的加速度是多少？由公式x＝at2/2，根據(jù)各不同物體下落相同距離的時(shí)間相同，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都具有相同的加速度。1．重力加速度在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。2．重力加速度的方向重力加速度的方向總是豎直向下的，與重力方向相同。3．重力加速度的大小利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶或閃光照片，可定量地計(jì)算出g＝9.8m/s2。通過(guò)算g值理解自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是一個(gè)定值（在同一地點(diǎn)），引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)規(guī)律。讓學(xué)生看教材第44頁(yè)列表，嘗試從表中尋找規(guī)律，這一規(guī)律是怎樣產(chǎn)生的？學(xué)生猜想，但不宜過(guò)多解釋。越往北重力加速度越大，說(shuō)明重力加速度與地理緯度有關(guān)，緯度越高，重力加速度越大。不同的地理位置，重力加速度的大小不同，隨緯度的增加，重力加速度值逐漸變大。通常情況下g取9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)g取10m/s2。（初中學(xué)過(guò)的常數(shù)g＝9.8N/㎏，實(shí)質(zhì)上是這里的重力加速度）【課堂訓(xùn)練】頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開(kāi)狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。圖2.5－4是小球自由下落時(shí)的頻閃照片，頻閃儀每隔0.04s閃光一次。如果要通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體加速度，可以采用哪幾種方法？試一試。照片中的數(shù)字是小球距起落點(diǎn)的距離。三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要這些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了。1．規(guī)律速度變化規(guī)律：v＝gt位移變化規(guī)律：x＝2．推論v2＝2gx3．特點(diǎn)v1∶v2∶v3…＝1∶2∶3…x1∶x2∶x3…＝12∶22∶32…xⅠ∶xⅡ∶xⅢ…＝1∶3∶5…Δx＝xⅡ－xⅠ＝xⅢ－xⅡ＝…＝gT2【討論與交流】在現(xiàn)實(shí)中，雨滴大約在1.5km左右的高空形成并開(kāi)始下落，計(jì)算一下，若該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？遇到過(guò)這樣快速的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m/s，為什么它們的差別會(huì)這么大？參考：意大利物理學(xué)家伽利略得出了物體在只受重力的情況下（即不受阻力）由靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)，叫自由落體運(yùn)動(dòng)。那么一切物體的下落都一樣快，加速度都為g＝9.8m/s2，在任意時(shí)刻物體的速度vt＝gt，在任意時(shí)刻物體下落的高度h＝，這樣，可以得出v2＝2gh?，F(xiàn)在說(shuō)說(shuō)雨滴的下落是否是自由落體吧，首先說(shuō)說(shuō)雨滴的形成：由于大量濕空氣的上升，隨著高度增加壓強(qiáng)逐漸減小，水蒸氣出現(xiàn)過(guò)飽和，使水蒸氣凝結(jié)而形成小水滴，大量小水滴聚集起來(lái)形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力開(kāi)始下落，又與上升的熱水汽形成更大的水珠，這樣形成的水滴的下落是自由落體嗎?我們先假設(shè)水滴下落是自由落體，并且還假設(shè)云的高度為2000m，那么這樣的水滴下落到地面的速度有多大?由v2＝2gh易計(jì)算得到v＝200m/s。那么水滴在下落時(shí)的速度為什么會(huì)這么小?原因是水滴在下落時(shí)要與它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻礙作用，減慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，這種阻礙作用越強(qiáng)，當(dāng)水滴的重力與阻礙的力相等時(shí)，雨滴就會(huì)勻速下落。當(dāng)雨滴的半徑大到某一程度時(shí)，受到氣流的影響而會(huì)分裂，較大的部分繼續(xù)下落，而較小的又會(huì)隨上升的氣流上升，又起到阻礙大水滴下落的作用，所以我們看到的雨滴不會(huì)太大，就是這個(gè)道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m/s?！拘〗Y(jié)】這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)及理解。自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止開(kāi)始的只受重力作用的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，學(xué)好本節(jié)可更好地認(rèn)識(shí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，是對(duì)上節(jié)內(nèi)容的有益補(bǔ)充。要突破此重點(diǎn)內(nèi)容，一定要把握住一點(diǎn)，即自由落體運(yùn)動(dòng)只是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例v0＝0，a＝g。我們?cè)谝郧罢鹿?jié)中所掌握的所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論，在自由落體運(yùn)動(dòng)中均可使用。在使用時(shí)要注意自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，判斷是自由落體運(yùn)動(dòng)之后方可代入計(jì)算。自由落體運(yùn)動(dòng)是一種非常重要的運(yùn)動(dòng)形式，在現(xiàn)實(shí)生活中有許多落體運(yùn)動(dòng)可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，研究自由落體運(yùn)動(dòng)有著普遍的意義。為了研究自由落體運(yùn)動(dòng)，我們運(yùn)用了物理學(xué)中的理想化方法，從最簡(jiǎn)單、最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾，建立了理想化的物理模型──自由落體運(yùn)動(dòng)，并且研究了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，理想化是研究物理問(wèn)題常用的方法之一，在后面的學(xué)習(xí)中我們還要用到?！静贾米鳂I(yè)】教材第45頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”?！咀鲆蛔觥繙y(cè)定反應(yīng)時(shí)間日常工作中，有時(shí)需要反應(yīng)靈敏。對(duì)于戰(zhàn)士、駕駛員、運(yùn)動(dòng)員等更是如此。從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫做反應(yīng)時(shí)間。這里介紹一種測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的簡(jiǎn)單方法。請(qǐng)一位同學(xué)用兩個(gè)手指捏住直尺的頂端（圖2.5－2），你用一只手在直尺下方做捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不能碰到直尺，記下這時(shí)手指在直尺上的位置。當(dāng)看到那位同學(xué)放開(kāi)直尺時(shí)，你立即捏住直尺。測(cè)出直尺