生活中的自由落体运动

自由落体运动规律在实际生活中的运用

------------ 从新教材的一道课后习题教学所想到的

临邑一中学 程建军

新课程背景下高中物理课堂教学过程中,有效地完成《高中物理》课后习题的教学，是对书本知识的巩固和提升，更是将理论知识运用于社会生活实践的重要途径。普通高中课程标准实验教科书(人教版)《物理》与旧版教科书相比较，做了大量的修改和扩充,课后习题在内容和形式方面都丰富了许多，尤其是课后的“说一说”、“做一做”、“科学漫步”等，更具有趣味性、启发性和探究性，大大拓宽了学生的知识视野，有利于激发学生学习物理的激情和浓厚兴趣,对培养学生的主动探究精神，提高学生分析问题和解决问题的能力起到了不可低估的作用。

自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动的特例，其位移规律h=1/2gt2 , 通过这个规律的学习和课后习题的教学，学生可以解决很多日常生活中与此相关的实际问题。普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1第二章第5节课后安排了这样一道习题：为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过2.5秒后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果是偏大还是偏小？

对于这道习题，先引导学生分析，估算井口到水面的距离，可忽略声音在空气中的传播时间，取g=10米/秒2，直接应用自由落体运动的规律求解。 解析: 设井口到水面的距离为h，石块做自由落体运动，则有

h=gt2

h=×10×2.52米=31.25米.

旧版教科书没有涉及到误差问题,新版教科书增加了误差分析,活跃了学生的思维.使学生对实际问题的探究更为全面、更为深入.

1

若考虑声音在空气中的传播时间，则石块实际下落的时间小于2.5秒，因此，估算结果比实际偏大。

解答完了之后，有些学生提出疑问，如果还考虑空气阻力作用结果又怎样？借此机会放手让学生们讨论，经过一番讨论最后达成了共识，考虑空气阻力的影响，石块下落的实际加速度将小于g，估算结果也会比实际偏大.

借助学生们这种学习热情和勇于质疑的精神，我便因势利导，请同学们想一想，我们利用自由落体运动的规律是不是还可以解决很多日常生活中的实际问题？让我们带着刚刚学过的物理知识走进实际生活吧！ 例1：估测屋檐的高度。

屋檐滴水，每隔相等的时间积成一滴水下落，当第一滴落地时，第6滴刚好形成，观察到第5、6滴距离约为1米，求屋檐的高度。

解析：设相等的时间间隔为T，屋檐的高度为H,第5、6滴间距离为h, 水滴离开屋檐后都做自由落体运动，由题意分析可知，水滴在空中下落的时间为5T, 则:

H=g(5T)2, (1)

h=gT2 (2)

联立（1）、（2）代入已知数据解得：H=25米

例2：自制测定反应时间尺

日常工作中，有时需要人们反应灵敏，对于战士、驾驶员、运动员等更是这样。从发现情况到采取相应行动所经过的时间。现在通过学习自由落体运动的规律，就可以用一种简单的方法制作一把测定反应时间的尺。即根据直尺自由下落的高度h，由 h=gt2计算出下落时间t，再将直尺上相应长度的数值改为

2

对应的时间值，即可测定出某人的反应时间。课后每个同学都亲自制作了一把测定反应时间的尺，充分调动了学生学习物理的积极性和主动性。

例3：利用频闪照相法求重力加速度

频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可以追踪记录自由落体运动的物体在各个时刻的位置，根据匀变速运动的推论，△h=gT2,得g= ，求出多个重力加速度值，再求出其平均值。 （T为相等的时间间隔，△h为物体在连续相等的时间间隔内下落的高度差）

通过这一道课后习题的发散式教学，带领学生走进了物理生活的海洋，通过对这些实际问题的解决,加深了学生对自由落体运动规律的理解,能够较熟练地运用该规律解决日常生活中的实际问题,在运用过程中对规律的理解又得到了深化和提升,对书本知识的学习与掌握起到了事半功倍的效果!这使我对普通高中课程标准实验教科书《物理》的课后习提编写有了更新更高的认识，只要我们在课堂教学中把课后习题落到实处，就能充分展示课后习题的魅力！

3