【教學(xué)設(shè)計(jì)】《自由落體運(yùn)動》（人教）.docx

自由落體運(yùn)動制作人：蚌埠二中 趙彩峰 教材分析自由落體運(yùn)動是高一物理第二章勻變速直線運(yùn)動的研究第五節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了運(yùn)動學(xué)的知識后編排的，是勻變速直線運(yùn)動的特例。通過對自由落體這種常見的，特殊的運(yùn)動的研究一方面是對前面知識的復(fù)習(xí)和鞏固，同時(shí)也加強(qiáng)了課本與實(shí)際生活的聯(lián)系。另一方面通過在授課過程中講授研究物理問題的基本思路和科學(xué)方法，為以后研究比較復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律打下良好的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課，培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活的應(yīng)用課，也是后面課程的知識準(zhǔn)備的墊底課。所以本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用 教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)： （1）使學(xué)生知道什么是自由落體運(yùn)動。（2）理解自由落體運(yùn)動的形成條件和運(yùn)動性質(zhì)。（3）掌握重力加速度的概念。（4）掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律，能用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律解決自由落體問題。2、能力目標(biāo)： （1）培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯推理能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；（2）進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育，了解研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)探求知識的能力；3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）在探究物理規(guī)律的過程中，學(xué)生感受學(xué)習(xí)物理的樂趣；（2）讓學(xué)生認(rèn)真體會科學(xué)研究最基本的思維方法：“觀察-推理假設(shè)、猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證” 教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：自由落體運(yùn)動的特征和規(guī)律； 教學(xué)難點(diǎn)：探究自由落體運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì) ； 課前準(zhǔn)備薄紙片和石頭、牛頓管、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、直尺、多媒體課件等 教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問 前面我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。下面我們一起來回顧一下勻變速直線運(yùn)動的有關(guān)知識。速度公式： 位移公式： 速度位移公式：推論：做勻變速直線運(yùn)動的物體，在連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)位移之差為一恒量。 s1= s2= aT2 二、導(dǎo)入新課 舉例：用手握住的石頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。（老師提問）松手后石頭的運(yùn)動情況如何？（學(xué)生活動）思考與討論并猜想。 V0=0，石頭豎直下落。（老師演示）提醒同學(xué)們注意觀察。（學(xué)生活動）石頭下落時(shí)做V0=0的豎直方向的直線運(yùn)動。過渡引言：今天我們就來深入的認(rèn)識這一運(yùn)動自由落體運(yùn)動。三、新課教學(xué)1、演示實(shí)驗(yàn)一：粉筆頭與紙片從同一高度同時(shí)由靜止開始下落。【現(xiàn)象】：粉筆頭比紙片下落得快?！窘Y(jié)論】：重的物體比輕的物體下落快。教師介紹：早在2000多年前，古希臘的哲學(xué)家亞里士多德通過對落體運(yùn)動的觀察、研究，得出“物體下落快慢由物體重力決定”即“物體越重下落越快”的結(jié)論。亞里士多德的觀點(diǎn)是否正確呢？ 過渡引言：實(shí)際上重的物體下落的快只是我們的一種生活經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們再來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。2、演示實(shí)驗(yàn)二：取半張紙與一張紙，把半張紙揉成一團(tuán)，兩者也分別從同一高度同時(shí)由靜止下落?！粳F(xiàn)象】：半張紙比一張紙下落的快。 【結(jié)論】：輕的物體下落快。過渡引言：上述現(xiàn)象說明物體下落的快慢和輕重的關(guān)系比較復(fù)雜，既不能說重的物體比輕的物體下落快，也不能說輕的物體比重的物體下落快，因此亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 教師引導(dǎo)：那么大家猜想一下，不同的物體同時(shí)同地自由下落，物體下落的快慢與重力有關(guān)嗎？學(xué)生猜想：不同的物體同時(shí)同地自由下落，物體下落的快慢與重力無關(guān)過渡引言：其實(shí)早在十七世紀(jì)，偉大的物理學(xué)家伽利略（意大利）就首先發(fā)現(xiàn)了亞里士多德這個(gè)觀點(diǎn)的內(nèi)部矛盾。 因此伽利略認(rèn)為輕、重不同的物體它們下落的速度是一樣的。為了說明他對物體下落的結(jié)論是正確的，據(jù)說他在比薩斜塔上把大鐵球和小鐵球同時(shí)下落，發(fā)現(xiàn)它們幾乎同時(shí)落地。3、圖片展示比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，證實(shí)學(xué)生的猜想。（老師提問）同學(xué)們仔細(xì)分析一下，亞里士多德的觀點(diǎn)究竟錯(cuò)在哪里？（學(xué)生活動）沒有考慮空氣阻力的影響過渡引言：第(2)個(gè)演示中，紙片受到的空氣阻力明顯地比紙團(tuán)受到的空氣阻力大，所以紙片下落較慢。由于影響空氣阻力大小的因素太復(fù)雜。在科學(xué)研究中，我們常常采取忽略一些次要因素，從最簡單的問題入手的方法。在落體運(yùn)動中，先排除空氣阻力，研究物體在沒有空氣阻力條件下的運(yùn)動。4、牛頓管實(shí)驗(yàn)（也可用CAI課件模擬）拿一個(gè)長約1.5米，一端封閉，另一端有開關(guān)的玻璃管（牛頓管），把小鐵片和羽毛放到這個(gè)玻璃管里。在玻璃管里有空氣的情況下，我們來比較這兩個(gè)物體下落的快慢。（拿著玻璃管走到學(xué)生當(dāng)中去，將水平放置的玻璃管迅速轉(zhuǎn)過90成豎直放置狀態(tài)，讓同學(xué)門觀察兩個(gè)物體的下落情況，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)三次）（老師提問）：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們看到什么現(xiàn)象？（兩個(gè)物體下落快慢不相同，鐵片下落的快，羽毛下落的慢）用抽氣機(jī)把牛頓管中的空氣抽走。重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，觀察到什么現(xiàn)象？（兩個(gè)物體下落的快慢相同）（老師總結(jié)）：原來在有空氣阻力的情況下，較輕的羽毛在下落過程中受到空氣阻力的影響較大，所以羽毛下落的慢一些。沒有空氣阻力時(shí)，小鐵片和羽毛都只在重力的作用下從靜止開始下落，它們下落的快慢是相同的，與物體的重力無關(guān)?！窘Y(jié)論】1空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素.2在沒有空氣阻力時(shí)，在同一地方，任何物體自由下落的快慢相同 視頻演示：（月球上的自由落體運(yùn)動），更進(jìn)一步證明上面結(jié)論的正確一、自由落體運(yùn)動1、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動。2、條件: (1)初速度為零。 即 : V0=0 (2)只受重力。若受到空氣阻力，在f空 G的情況下，可以忽略空氣的阻力，物體從靜止開始下落就可以看作自由落體運(yùn)動。過渡引言：下面我們一起來探究自由落體運(yùn)動的特性和規(guī)律。探究過程 1、分析：我們通過前面的實(shí)驗(yàn)觀察、探究，可以粗略分析自由落體運(yùn)動是一個(gè)什么樣的運(yùn)動？學(xué)生分析后回答：（自由落體運(yùn)動是一個(gè)初速度為零的加速直線運(yùn)動。）過渡引言：但是加速度如何？是勻加速，還是變加速？2、學(xué)生猜想：勻加速3、驗(yàn)證猜想：大家想一想，可以通過什么方法來證實(shí)我們的猜想是正確的？有什么方法能夠把做自由落體運(yùn)動的物體的位置和相應(yīng)的時(shí)刻記錄下來？（利用頻閃照相的照片，利用打點(diǎn)記時(shí)器）4、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： （1）讓帶有紙帶的重物通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做自由落體運(yùn)動； (2利用頻閃相機(jī)拍下物體做自由落體運(yùn)動的照片。5、學(xué)生活動：請同學(xué)們利用課后練習(xí)第5題的頻閃照相的照片來研究自由落體運(yùn)動是否是勻加速直線運(yùn)動，以證實(shí)我們的猜想。（有條件可在實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做自由落體實(shí)驗(yàn)）（1）從課本上的標(biāo)尺找出相鄰的像之間的距離（記為S1、S2、S3S6）。（2）已知兩相鄰的像之間的時(shí)間間隔t=0.04秒。（3）方法：利用做勻變速直線運(yùn)動的物體，在連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)： s1= s2= aT2 的結(jié)論。（學(xué)生活動）學(xué)生分組活動，測量計(jì)算并得出結(jié)論，相互交流。（結(jié)論：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。）二、自由落體加速度1 、在同一地點(diǎn)，一切物體的自由落體運(yùn)動加速度都相同。這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g來表示。2、重力加速度g(1) 方向:總是豎直向下的。(2) 大小: g=9.8m/s2，粗略計(jì)算可取g=10m/s2我們看課本44頁的一個(gè)表格，表格中列有9個(gè)不同緯度的地方重力加速度的數(shù)值。由表格可以看到：在同一地點(diǎn)，重力加速度相同。（為什么？我們可以用剛做的牛頓管實(shí)驗(yàn)來說明這個(gè)問題，兩個(gè)物體由同樣高度同時(shí)由靜止下落，同時(shí)達(dá)到地面，由可知，它們的加速度必定相同）(3) 在地球上不同的地方,g的大小不同.g隨緯度的增加而增大（赤道g最小，兩極g最大) ,g隨高度的增加而減小。三、自由落體運(yùn)動的規(guī)律自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.所以它具有勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律，同時(shí)它也有自己特殊的運(yùn)動規(guī)律.速度與時(shí)間的關(guān)系： v= g t位移和時(shí)間的關(guān)系： 速度與位移的關(guān)系: vt2-v02=2aS vt2=2gh過渡引言：我們通過實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)出自由落體運(yùn)動的特征和規(guī)律，下面我們運(yùn)用這些規(guī)律來解決一些具體的問題。四、自由落體運(yùn)動的應(yīng)用-測定反應(yīng)時(shí)間操作：一位同學(xué)捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動，你用一只手在直尺的零刻度處做握住木尺的準(zhǔn)備。當(dāng)看到那位同學(xué)放開手時(shí),你立即握住木尺.讀數(shù)：直尺下落的距離，即為你所捏處的刻度值。處理：根據(jù)位移公式可計(jì)算出直尺下落的時(shí)間。結(jié)論：直尺下落的時(shí)間就是你的反應(yīng)時(shí)間。五:課堂訓(xùn)練1.對于自由落體運(yùn)動，正確的描述是 A相鄰兩個(gè)1s內(nèi)位移之差值是9.8mB1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)的位移之比是1：3：5C1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5 D第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比是1：3：52一個(gè)物體從20m高的地方自由下落，到達(dá)地面時(shí)的速度多大？下落最后1s內(nèi)的位移多大？（g取10m/s2）3一只小球自屋檐自由下落，在0.2s內(nèi)通過高度為1.2m的窗口，求窗口的頂端距屋檐多少米？（取g=10m/s2） 六：板書-總結(jié) 自由落體運(yùn)動 一、自由落體運(yùn)動的概念 物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動，叫自由落體運(yùn)動。 二、自由落體運(yùn)動的性質(zhì) 初速度為0的勻加速直線運(yùn)動。 三、自由落體加速度 1一切物體自由下落的加速度都相同，叫做自由落體加速度。 2常取g=98m/s2或g=10m/s2。 四、自由落體運(yùn)動的基本公式 v = g t v=2gh拓展延伸：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家在思想上有什么收獲？假如你是處在17世紀(jì)的伽利略，你敢于挑戰(zhàn)亞里士多德嗎？如果你當(dāng)時(shí)對亞里士多德的結(jié)論有疑問，你又該如何研究自由落體運(yùn)動？（注意當(dāng)時(shí)是