人教版必修一 2.5 自由落體運(yùn)動(dòng) 教案.doc

第四節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能 1認(rèn)識自由落體運(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)解決實(shí)際問題 5初步了解探索自然規(guī)律的 學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力（二）過程與方法 1培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言歸納總結(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（三）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，敢于提出與別人不同的見解。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)際問題2照相機(jī)曝光時(shí)間的估算教學(xué)方法：探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具：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、紙帶，重物(兩個(gè)質(zhì)量不同)等教學(xué)過程：（一）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)識到，輕重不是下落快慢的原因；它動(dòng)搖了2000多年來統(tǒng)治著人們頭腦的舊觀念，開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)和 學(xué)推理之先河，將近代物理學(xué)以至今代 學(xué)推上了歷史的舞臺當(dāng)樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來的時(shí)候，你們想過這種運(yùn)動(dòng)嗎?物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢?今天我們將一起探究這種運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)（二）新課教 1、自由落體運(yùn)動(dòng) 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果樹上落下的蘋果和飄下的樹葉能一起同時(shí)下落嗎?提出問題： 1重的物體一定下落得快嗎? 2你能否證明自己的觀點(diǎn)?實(shí)驗(yàn)探究： 猜想：物體下落過程的運(yùn)動(dòng)情況與哪些因素有關(guān)，質(zhì)量大的物體下落的速度比質(zhì)量小的快嗎?實(shí)驗(yàn)： 取兩枚相同的硬幣和兩張與硬幣表面面積相同的紙片，把其中一張紙片揉成紙團(tuán)，在下述幾種情況下，都讓它們從同一高度自由下落，觀察下落快慢情況。 從同一高度同時(shí)釋放一枚硬幣和一個(gè)與硬幣面積相同的紙片，可以看到硬幣比紙片下落得快，說明質(zhì)量大的下落得快 兩張完全相同的紙片，將其中一張卷緊后從同一高度同時(shí)釋放，觀察到卷緊的紙團(tuán)比紙片下落得快，說明質(zhì)量相同時(shí)體積小的下落得快 將一枚硬幣與已經(jīng)粘貼了紙片的硬幣從同一高度同時(shí)釋放觀察到一樣快，說明體積相同質(zhì)量不同時(shí)下落一樣快 一塊面積較大的硬紙板、一個(gè)小軟木塞，分別放到已調(diào)平的托盤天平的兩個(gè)盤中，可以看出紙板比軟木塞重，從同一高度同時(shí)釋放它們，軟木塞比紙板下落得快說明在特定的條件下，質(zhì)量小的下落得會比質(zhì)量大的還快結(jié)論：物體下落過程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無關(guān)實(shí)驗(yàn)演示：“牛頓管”的實(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人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 做牛頓管對比實(shí)驗(yàn)要注意： 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)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 打開進(jìn)氣閥，讓學(xué)生注意聽到進(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、軟木塞或金屑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 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實(shí)驗(yàn)探究：按照教材第45頁的圖241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程說明：落體運(yùn)動(dòng)物體的位置往往變化得比較快，憑目測難以觀察和記錄，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)可以用來對運(yùn)動(dòng)過程進(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程記錄下來，這樣做既簡便易行，又拓寬了對基本儀器的應(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：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；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；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減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減??；先接通電路再放開紙帶；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2 mm的紙帶才是有效的；(學(xué)生的疑問暫且不要解釋)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 學(xué)態(tài)度；要求學(xué)生保存好記錄了自由落體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶，為后面研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律作準(zhǔn)備師：完成實(shí)驗(yàn)后，分析紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息，請思考下列問題： (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)的過程中，其速度有沒有發(fā)生變化? (3)位移與時(shí)間有什么呢? (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)的位移越來越大，說明速度越來越大，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)的間隔有什么不同，總結(jié)得出結(jié)論教師點(diǎn)評：將兩條紙帶對比，只要兩條紙帶上的點(diǎn)的間隔相同就說明它們的加速度是相同的 學(xué)生運(yùn)用自己所學(xué)知識計(jì)算重力加速度，通過比較得出結(jié)論實(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)，加速度大約是9.8ms22、自由落體加速度通過算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)會分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)規(guī)律教師引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)問題：1自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度在各個(gè)地方相同嗎?2它的方向如何?生：使用不同的物體進(jìn)行的反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，方向總是豎直向下的，師：這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度符號：g；方向：豎直向下(與重力方向一致)；大?。号c地點(diǎn)有關(guān)一般計(jì)算中g(shù)98ms2，粗略計(jì)算中可以取g10ms2讓學(xué)生看教材第46頁列表，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，但不宜過多解釋生：越往北重力加速度越大，說明重力加速度與地理緯度有關(guān)，緯度越高，重力加速度越大師：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v00，a取g就可以了自由落體運(yùn)動(dòng)遵從的規(guī)律:v=vo+at推出：vgt xvot+at2/2推出：xgt2/2討論與交流:在現(xiàn)實(shí)中，雨滴大約在15 m左右的高空形成并開始下落，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8ms為什么它們的差別會這么大?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g98 ms2，在任意時(shí)刻物體的速度vtgt，在任意時(shí)刻物體下落的高度：hgt2/2這樣，可以得出vt22gh現(xiàn)在說說雨滴的下落是否是自由落體吧首先說說雨滴的形成：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)過飽和，使水蒸氣凝結(jié)而形成小水滴，大量小水滴聚集起來形成云小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力開始下落，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2 000m，那么這樣的水滴下落到地面的速度有多大?由vt22gh易計(jì)算得到vt200ms試想水滴以這樣大的速度下落到頭上會發(fā)生什么，那是可想而知的那么水滴下落到地面上的速度到底有多大?大約為8ms的速度勻速下落這樣的速度已經(jīng)很大了，如果雨滴的半徑比較大的話，人們必會感到痛要真是自由落體的話，那還了得嗎?那么水滴在下落時(shí)的速度為什么會這么小?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分裂，較大的部分繼續(xù)下落，而較小的又會隨上升的氣流上升，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8ms做一做:1閱讀教材第46頁“測定反應(yīng)時(shí)間”，回答下列問題：問題1：若測出某同學(xué)捏住直尺時(shí)，直尺下落的高度為10cm，那么這位同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間是多少?參考：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律hgt2/2可得反應(yīng)時(shí)間t014s問題2：在上課時(shí)，教師用這種方法測量同學(xué)們的反應(yīng)時(shí)間，但同學(xué)剛把尺子捏住，教師馬上就說出該同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間，也沒見他怎樣計(jì)算，你知道老師是怎樣做的嗎?參考：教師事先算好時(shí)間并寫在直尺上，這樣就可以直接給出學(xué)生的反應(yīng)時(shí)間2教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第47頁“做一做”讓學(xué)生提出自己解決問題的思路，不必準(zhǔn)確解答，同時(shí)強(qiáng)調(diào)“估算”學(xué)生獨(dú)立思考，并提出解決辦法，比較各種不同方法，并討論其合理性及可行性師：由于照相機(jī)的曝光時(shí)間極短，一般為130 s或160s，曝光量相差10 對照片不會有明顯影響，所以相機(jī)快門的速度都有比較大的誤差，“傻瓜”相機(jī)更是這樣故在這樣短的時(shí)間內(nèi)，這種誤差允許的范圍內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的速度可以認(rèn)為是不變的，可以看作勻速運(yùn)動(dòng)來處理建議學(xué)生利用課下時(shí)間解出其準(zhǔn)確值，比較兩種情況下的時(shí)間差異總結(jié)、擴(kuò)展1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2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題常用的方法