劉升陽

教學(xué)目標(biāo)：1.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件.;2.通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，知道在地球不同地方重力加速度的大小不同，通常情況下g取9.8m/s2.;3.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。

教學(xué)重點(diǎn)：物體自由下落的快慢和所受重力無關(guān)及自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律.

教學(xué)難點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度

實(shí)驗(yàn)器材：牛頓管、抽氣機(jī)、厚紙片、薄紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鉤碼、鐵架臺(tái)、直尺

教學(xué)過程

[實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入]

師：同學(xué)們，物體在脫離支撐后，要落回地面，這是一種很常見的自然現(xiàn)象，但是你們仔細(xì)觀察過這種現(xiàn)象嗎，你們比較過輕重不同的物體它們的下落的快慢嗎？我想先來聽聽大家的看法

生：相同

師：那么能不能夠利用老師提供的器材通過實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)

下落快慢情況相同：（如：輕重不同的兩個(gè)小球幾乎同時(shí)著地）

師：有沒有不同的觀點(diǎn)？（沒有的話我們來看一下，形狀相同的厚紙板和薄紙片，誰先著地？）

重的物體下落快：（如：重的紙板比輕的紙片先著地）

師：那么大家能不能夠設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，使輕的物體先著地呢？（提示：利用手里的紙張）

輕的物體下落快：（如：輕的小紙團(tuán)比紙片先著地）

師：剛才這三個(gè)現(xiàn)象，我們是不是得到了三個(gè)相互矛盾的結(jié)論，到此，怎樣給它一個(gè)合理的解釋呢？

生：我認(rèn)為有空氣阻力的干擾

師：很好，空氣阻力，老師也來一個(gè)實(shí)驗(yàn)參與一下，這是一張紙片，釋放，下落很慢，那如果，我把這張紙片弄成紙團(tuán)，快了嗎？弄成紙團(tuán)之后，什么變小了？體積變小了，導(dǎo)致空氣阻力變小了。那么我們可以下一個(gè)結(jié)論，發(fā)生在空氣中的下落運(yùn)動(dòng)，由于空氣阻力的影響，你能不能夠單憑輕重來比較下落快慢？（生：不能）

小結(jié)：

由于空氣阻力的影響，不同物體的下落快慢不能單憑輕重來判斷。

那么，沒有空氣阻力，物體的下落快慢又會(huì)如何呢，這是我們這一節(jié)課要研究的主要問題

[新課教學(xué)]

一、自由落體運(yùn)動(dòng)的定義

物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

師：物理學(xué)中，把只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，稱之為自由落體運(yùn)動(dòng)。那么請(qǐng)同學(xué)們想象一下，這一個(gè)概念當(dāng)中，反映出物體做自由落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該滿足哪些條件，誰來？

生：我覺得應(yīng)該滿足兩個(gè)條件，一是只在重力作用下，二是物體從靜止開始下落

說明：1、自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：（1）只受重力作用（2）從靜止開始

師：那我們生活在有空氣的空間，大家想想看，物理研究我們考慮主要因素，忽略次要因素，如果，我們剛才在實(shí)驗(yàn)中用到的鐵球，它下落過程中，空氣阻力是比較大還是比較小？如果遠(yuǎn)小于重力，我們是可以把它當(dāng)做自由落體運(yùn)動(dòng)來處理的。那么做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，它們的下落快慢是否相同呢？

繼續(xù)研究：在沒有空氣阻力的情況下，不同物體的下落快慢是否相同呢？

師：老師這里有一根封閉的玻璃管，管內(nèi)裝有輕重不同的鐵片和羽毛，老師已經(jīng)把管內(nèi)的空氣抽得很稀薄，可以認(rèn)為，鐵片和羽毛，是在沒有空氣的空間下落，請(qǐng)大家觀察，它們各自的下落快慢，看到了什么？

生：一起同時(shí)著地

師：那么我們也可以比較一下，有空氣的情況，還會(huì)同時(shí)著地嗎？同時(shí)著地沒有

生：沒有

師：也就表明，在前面那個(gè)實(shí)驗(yàn)，沒有空氣阻力的情況下，物體的下落快慢，是相同還是不同？

生：相同

不同物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)情況完全相同

師：其實(shí)，關(guān)于該問題，歷史上曾有一個(gè)很有名的故事，傳說伽利略，在比薩斜塔的頂層，同時(shí)釋放了兩個(gè)質(zhì)量相差十倍的鐵球，結(jié)果？（同時(shí)著地）那么傳說中的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，也就徹底地否定了在此之前亞里士多德所提出的有關(guān)重的物體下落快的觀點(diǎn)，但是這也許僅僅是傳說，因?yàn)橛腥颂岢?，伽利略很可能沒有做過該實(shí)驗(yàn)，而他對(duì)亞里士多德觀念的反駁，主要是靠的邏輯推理的力量。我們來看一下，伽利略是怎么樣推理出亞里士多德觀念的不正確性的

伽利略比薩斜塔實(shí)驗(yàn)：同時(shí)靜止釋放兩個(gè)質(zhì)量相差十倍的鐵球

邏輯推理的力量：伽利略對(duì)亞里士多德觀點(diǎn)的反駁

師：在伽利略兩種新科學(xué)對(duì)話一書當(dāng)中，記載著這么一段話，假設(shè)亞氏觀點(diǎn)是正確的，即重的物體下落快，那么我們?nèi)〈笮〔煌膬蓚€(gè)石塊，根據(jù)該觀點(diǎn)，顯然，重的大石塊下落速度要大一些，為了便于表達(dá)，我們不妨設(shè)，大的下落平均速度，8m/s，小的下落平均速度4m/s，大家想想看，假如我們把這兩個(gè)石塊栓在一起，考慮到快的會(huì)被慢的拖起來減速，慢的就會(huì)被快的拖起來加速，那么你想。兩者拴在一起，整體的下落速度，是大于8還是小于8？應(yīng)該是小于8，發(fā)現(xiàn)問題了沒有？

生：與假設(shè)矛盾

師：聰明的伽利略就是由此，推斷出，并不是重的物體比輕的物體下落快

二、自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

師：那么自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？我們可以用什么實(shí)驗(yàn)裝置去研究它的運(yùn)動(dòng)呢？

生：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

師：還有沒有其它的儀器呢（提示：大家看一下教材封面是通過什么方式得出來的？）

生：頻閃照相

師：對(duì)，頻閃照相，可是我們在教室里無法做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家看教材45頁課后練習(xí)第五題，給出了一個(gè)頻閃照相的示意圖，我們有哪些方法可以研究這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)？

生：運(yùn)用v-t圖像研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

師：老師今天，借助電腦軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用excel作出這個(gè)小球自由下落的位移時(shí)間圖像，我們一起來看一下，小球的位移時(shí)間圖像像這樣，由小球的位移時(shí)間圖像，電腦自動(dòng)得出小球的位移時(shí)間關(guān)系式，大家說一下，小球做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?。?/p>

生：小球是做得初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

1.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

師：根據(jù)前面的真空管實(shí)驗(yàn)，我請(qǐng)大家考慮一個(gè)問題，前面的真空管實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，輕重不同的兩個(gè)物體，從同一高度，同時(shí)下落，結(jié)果是同時(shí)著地，那么請(qǐng)同學(xué)們思考？這兩個(gè)物體下落的加速度相同還是不同？