勻變速直線運(yùn)動實(shí)例自由落體運(yùn)動教案

教學(xué)課題勻變速直線運(yùn)動實(shí)例——自由落體運(yùn)動所用教材教材名稱：《物理1（必修）》第1冊，第3章3節(jié)，第1課時課時安排1課時教學(xué)用具紙片、硬幣、牛頓管教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．掌握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和運(yùn)動規(guī)律；2．運(yùn)用自由落體運(yùn)動規(guī)律解決有關(guān)實(shí)際問題；3．知道自由落體運(yùn)動加速度的方向和大小，知道不同地點(diǎn)的重力加速度不一樣；4．通過探究，知道自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。過程與方法1．會用理想化的方法比較重力與空氣阻力的大小，識別自由落體運(yùn)動；2．認(rèn)識伽利略在研究物體運(yùn)動時所采用的多種研究方法，體會科學(xué)研究方法的價(jià)值；情感態(tài)度與價(jià)值觀1．體會伽利略在探索自然規(guī)律過程中的艱辛和科學(xué)精神；2．了解伽利略對物體運(yùn)動的研究在科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步上的重大意義。教學(xué)重點(diǎn)掌握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和運(yùn)動規(guī)律；知道自由落體運(yùn)動加速度的方向和大小，知道不同地點(diǎn)的重力加速度不一樣。教學(xué)難點(diǎn)知道自由落體運(yùn)動加速度的方向和大小，知道不同地點(diǎn)的重力加速度不一樣。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、講授法

板書設(shè)計(jì)主板書：第3節(jié)勻變速直線運(yùn)動實(shí)例——自由落體運(yùn)動一、定義：二、特點(diǎn)：（1）物體只受重力作用（2）實(shí)質(zhì)：的勻加速直線運(yùn)動三、重力加速度g1、大小：2、方向：豎直向下四、運(yùn)動公式五、探索的回眸副板書：公式推導(dǎo)、伽利略思想方法分析以及例題教學(xué)過程及內(nèi)容一、引入課題師：今天我們要學(xué)習(xí)新的一節(jié)自由落體運(yùn)動。運(yùn)動會剛結(jié)束不久，4*100M接力可以說是運(yùn)動會的一個高潮，那么我們一般會選擇一個怎樣的運(yùn)動員來跑第一棒呢？生：跑得快的……師：我們已經(jīng)選好了4個運(yùn)動員，都是跑得很快的，應(yīng)該選擇一個具有什么特點(diǎn)的運(yùn)動員來跑第一棒呢？體育委員來回答下。生：反應(yīng)快的。師：我們要如何知道一個人的反應(yīng)時間呢？現(xiàn)在，我這就有一個可以測同學(xué)們的反應(yīng)時間的尺子，哪位同學(xué)愿意來試一試呢？（請一位同學(xué)配合實(shí)驗(yàn)）師：現(xiàn)在，我拿著這個尺子的上端，請這位同學(xué)把手放在尺子的下端，做好抓住尺子的準(zhǔn)備，當(dāng)看到我放手的時候，你就抓住尺子。生：（配合實(shí)驗(yàn)）師：這個同學(xué)的反應(yīng)時間是0.18秒。同學(xué)們想知道我是如何知道這個同學(xué)的反應(yīng)時間的呢？這把神奇的尺子又是如何制作的呢？二、新課教學(xué) 1．科學(xué)探究——自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，就能揭開這把尺子的奧秘。在日常生活中，同學(xué)們經(jīng)常都可以看到物體下落的情景，那么是重的物體下落得快還是輕的物體下落得快呢？生：重的，……師：同學(xué)們的觀點(diǎn)是否正確呢？我們來做個實(shí)驗(yàn)，我現(xiàn)在一手拿的是小紙片，一手拿的是硬幣，現(xiàn)在我在同一高度，同時放開這兩個物體，同學(xué)們猜測下哪個物體先到達(dá)地面呢？生：硬幣。師：也就是同學(xué)們都認(rèn)為比較重的硬幣會先到達(dá)地面。那我們試驗(yàn)一下（做實(shí)驗(yàn)），很明顯跟同學(xué)們想的一樣，比較重的硬幣先到達(dá)地面，紙片則是慢悠悠的飄落到地面上。那是不是就可以說明越重的物體下落的越快呢？現(xiàn)在，我們再來做個跟上面實(shí)驗(yàn)相對比的實(shí)驗(yàn)，這次我把小紙片捏成紙團(tuán)，還是在同一高度，同時放開紙團(tuán)和硬幣，同學(xué)們認(rèn)真觀察哪個物體先到達(dá)地面？（做實(shí)驗(yàn)）生：幾乎同時到達(dá)地面。師：同樣是這個紙片，捏成團(tuán)后重并沒有發(fā)生改變，下落卻快多了，這是為什么呢？教學(xué)過程及內(nèi)容生：空氣阻力。師：紙團(tuán)和紙片下落時都受到了空氣阻力，但是兩者受到的空氣阻力的大小是不同的，影響了下落的快慢。所以，空氣阻力是影響物體下落快慢的因素。但是我們要研究的是物體的重與下落快慢的關(guān)系，所以我們要把空氣阻力這個因素排除掉。接下來我們就在接近真空的狀態(tài)下再進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。我這里有個牛頓管，里面有銅片、羽毛、軟木塞，我已經(jīng)事先將里面的空氣抽出，現(xiàn)在牛頓管中是接近真空的狀態(tài)，也就是說在里面運(yùn)動的物體幾乎不受到空氣阻力的作用。當(dāng)我把牛頓管立起來的時候，里面的物體就會同時開始下落，同學(xué)們認(rèn)真觀察這物體的下落情況?？茨膫€物體下落的快呢？（做實(shí)驗(yàn)）生：一樣快或羽毛慢一點(diǎn)。師：我剛才說了，管內(nèi)只是接近真空的狀態(tài)，所以羽毛可能還是會慢一點(diǎn)。現(xiàn)在，我把空氣放進(jìn)去，大家再觀察下里面物體的下落情況。（放氣實(shí)驗(yàn)）很明顯放入空氣后，羽毛要比其他物體下落得慢的多。通過這個實(shí)驗(yàn)我們就可以得出結(jié)論：如果物體都不受到空氣阻力，重力的大小對物體下落的快慢是沒有影響的。我們現(xiàn)在來看下自由落體運(yùn)動的定義，在課本46頁第2段。物理學(xué)中將物體不受其他因素影響，只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動稱為自由落體運(yùn)動。那么從這個定義，我們可以看出自由落體運(yùn)動有兩個特點(diǎn)：一，只受到重力作用；二，從靜止開始下落，也就是初速度為零。在實(shí)際中，下落物體不受到空氣阻力是不可能的，所以自由落體運(yùn)動只是一種理想化的模型，但是當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于物體受到的重力時，我們就可以近似的看做是自由落體運(yùn)動。所以研究自由落體運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律，對于我們解決物體下落的問題有著重大的實(shí)際意義。接下來我們就來研究自由落體運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律是怎樣的。上節(jié)實(shí)驗(yàn)課，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過用打點(diǎn)計(jì)時器測量物體的位移和時間，這節(jié)課我們介紹一種新的方法——頻閃照相法。頻閃照相法是一種利用照相技術(shù)，每間隔一定時間曝光，從而形成間隔相同時間的影像的方法。跟打點(diǎn)計(jì)時器是類似的，只是一個是間隔一定時間打點(diǎn)，一個是間隔一定時間曝光?，F(xiàn)在請大家來看一個模擬頻閃照相形成圖象過程的課件。頻閃時間間隔為0.1秒，也就是說每秒閃光10次，每閃光一次，記錄一次影像。為了讓大家能看得比較清楚，這個課件模擬的是一個慢動作。生：（觀看課件）師：現(xiàn)在同學(xué)們觀察下這個小球下落的軌跡，猜測下這個小球下落是怎樣的運(yùn)動？很明顯軌跡是一條直線，所以是直線運(yùn)動。那么是勻速加速還是減速呢？生：加速。教學(xué)過程及內(nèi)容師：在相同時間內(nèi)所走的位移不斷增大，說明小球在做加速運(yùn)動。我們剛剛學(xué)習(xí)過勻變速直線運(yùn)動，自由落體運(yùn)動有沒可能就是勻加速直線運(yùn)動呢？我們現(xiàn)在看下數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)分析，來判斷下自由落體運(yùn)動是不是勻加速直線運(yùn)動？我們之前得出過這樣一個結(jié)論：在勻加速直線運(yùn)動中，連續(xù)相鄰相等時間間隔的位移差。如果自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動，那么連續(xù)相鄰相等時間間隔的位移差應(yīng)該都是相同的。同學(xué)們可以計(jì)算一下，看看連續(xù)相鄰相等時間間隔的位移差是不是相同的？數(shù)值是多少？生：是相同的，數(shù)值是9.8cm。師：通過分析我們發(fā)現(xiàn)，自由落體運(yùn)動實(shí)質(zhì)上就是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動。根據(jù)，我們可以計(jì)算出加速度，T=0.1s，注意把單位化成國際單位制。你們計(jì)算出來，把結(jié)果告訴我。生：加速度為9.8m/s2。2．自由落體的加速度師：物體自由下落時的加速度就稱為重力加速度，來自地球和物體之間的萬有引力，我們用g表示。通常我們?nèi)?估算時取。不同地點(diǎn)重力加速度的大小有所差異，同學(xué)們可以看下課本47頁的信息窗，從表格中的數(shù)據(jù)，可以看出，緯度越高，重力加速度值越大；緯度越低，重力加速度值越小。重力加速度的方向是豎直向下的。既然自由落體運(yùn)動是初速度為零勻加速直線運(yùn)動，那么我們學(xué)習(xí)過的勻加速直線運(yùn)動的計(jì)算公式也就都適用于自由落體運(yùn)動?，F(xiàn)在請一位同學(xué)上來，默寫下勻變速直線運(yùn)動的三個計(jì)算公式。生：（默寫公式）師：在自由落體運(yùn)動中，、a用g表示、s用h表示，我們就可以把公式轉(zhuǎn)化為。現(xiàn)在大家是不是已經(jīng)揭開了剛上課時那個實(shí)驗(yàn)的奧秘了呢？那把神奇的尺子是怎么測出我們的反應(yīng)時間的呢？哪位同學(xué)來說一說？生：已知尺子下落的高度h，通過公式就可以計(jì)算出時間，也就是我們的反應(yīng)時間。教學(xué)過程及內(nèi)容3．自由落體運(yùn)動規(guī)律探索的回眸師：接下來我們來了解一下自由落體運(yùn)動規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程。在古希臘的時候，哲人亞里士多德認(rèn)為物體下落的速度與物體受到的重力大小成正比，也就是重物比輕物下落的快。這個觀點(diǎn)在很長一段時間內(nèi)，一直都沒有人懷疑。直到16世紀(jì)末，伽利略對此提出了懷疑。他進(jìn)行了這樣一翻推理：假設(shè)有兩個物體質(zhì)量分別為m1、m2，m1<m2，如果將這兩個物體拴在一起，質(zhì)量為m3=m1+m2,根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)則：v1<v2<v3。伽利略卻認(rèn)為重物會因?yàn)橛休p物拖住而變慢，輕物卻會被重物拖著而變快，就像大人拉著小孩跑，大人的速度會慢下來，而小孩的速度會變快，也就是說他得出的結(jié)果是v1<v3<v2。這兩個結(jié)論就產(chǎn)生了矛盾。在這個推理中他使用了歸謬法。通過這個矛盾，伽利略就推斷重物和輕物下落速度不受其受到重力大小的影響。此后，他又提出自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動的猜想。這個猜想在當(dāng)時的驗(yàn)證，更體現(xiàn)出了伽利略的才能。我們知道，如果自由落體運(yùn)動是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，那么它應(yīng)該滿足，轉(zhuǎn)化為，a是一個定值，所以也應(yīng)該是一個定值。只要測量出是一個定值，就可以證明自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動?？墒窃诋?dāng)時，自由落體運(yùn)動的速度太快了，根本無法測量。于是，伽利略就用小球從斜面上滑下的方法來減慢速度，測量發(fā)現(xiàn)是一個定值。然后，他就慢慢增大角度，發(fā)現(xiàn)依然是一個定值。最后，他將這個結(jié)論合理外推至豎直方向，也就是小球做自由落體運(yùn)動。從而，得出了自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動的結(jié)論。4．例題例1：下列說法正確的是（C）A．物體豎直向下的運(yùn)動，就叫做自由落體運(yùn)動B．人背著降落傘從空中由靜止落下的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動C．一羽毛在沒有空氣的環(huán)境中從靜止下落的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動D．用力向下扔一石子，石子的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動（請四位同學(xué)對每項(xiàng)進(jìn)行分析。）例2：一物體做自由落體運(yùn)動，經(jīng)4秒落地，則下列判斷不正確的是（C）A．第4秒初的速度為29.4m/sB．4秒末的速度為39.2m/sC．第4秒內(nèi)的平均速度為9.8m/s教學(xué)過程及內(nèi)容D．物體下落的高度為78.4m（請四位同學(xué)對每項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算，強(qiáng)調(diào)計(jì)算題的解題規(guī)范。）課后第1題。三、小結(jié)師：我們今天學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動的一個實(shí)例——自由落體運(yùn)動，主要要求同學(xué)們掌握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和運(yùn)動規(guī)律，知道重力加速度的大小和方向。還必須注意的是，自由落體運(yùn)動是一種理想化的模型，在實(shí)際中，當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于物