高中物理必修一 《4自由落體運(yùn)動(dòng)》優(yōu)秀教案教學(xué)設(shè)計(jì)docx

1、4 自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律；會(huì)運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律解答相關(guān)問題。2通過分析，歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的速度，位移公式，培養(yǎng)分析、推理、綜合的能力。3通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小。4.培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 課前準(zhǔn)備多媒體課件、牛頓管、硬幣、天平、小紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶，重物(兩個(gè)質(zhì)量不同)等。教學(xué)過程引入新課讓輕重不同的兩個(gè)物體從同一高度同時(shí)落下，你認(rèn)為哪個(gè)物體下落得快？學(xué)生

2、答：重的快！師：你和亞里士多德的觀點(diǎn)是一樣的?。ㄈ魧W(xué)生答一樣快，在教室內(nèi)拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個(gè)團(tuán)。讓紙團(tuán)和另一張紙?jiān)谕瑯拥母叨嚷湎拢纯茨囊粋€(gè)下落得快？重的物體下落快這一論斷符合人們的常識(shí)，在歷史上有兩千多年的時(shí)間里，人們都是這樣認(rèn)為的。在古希臘，有一位學(xué)者偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家叫亞里士多德）師：亞里士多德是古代先哲，堪稱希臘哲學(xué)的集大成者。馬克思曾稱亞里士多德是古希臘哲學(xué)家中最博學(xué)的人物，恩格斯稱他是“古代的黑格爾”。亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢輕重跟它的有關(guān)，重的物體下落快。他的這一論斷符合人們的常識(shí)，以至其后兩千年的時(shí)間里，大家都奉為經(jīng)典。但是，在16世紀(jì)末，意大利

3、比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略，對(duì)亞里士多德的論斷表示了懷疑。二、講授新課（一）自由落體運(yùn)動(dòng)1.研究輕重不同的物體下落快慢在現(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))：（1）取兩枚相同的硬幣和兩張與硬幣表面積相同的紙片，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。（2）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

4、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。（3）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。（4）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(huì)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)

5、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入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(duì)比實(shí)驗(yàn)要注意：（1）抽氣達(dá)到一定的真空度時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉牛頓管閥門，然后再停止泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）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。（3）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。（4）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

6、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。2.自由落體運(yùn)動(dòng)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)。條件: 只受重力（或空氣阻力相對(duì)重力可忽略）；初速度v0 = 0。師：在地球表面附近從高處下落的物體，事實(shí)上都受到空氣阻力的作用，因此，嚴(yán)格地說，實(shí)際生活中并不存在只受重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng)。但若物體在下落過程中所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，則物體的下落也可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。例如，對(duì)于實(shí)心金屬球、石塊等，在它們運(yùn)動(dòng)速度不大的情況下，可以忽略空氣阻力的影響，把它們的自由下落看成自由落體運(yùn)動(dòng)，若它們從非常高的地方自由下落，當(dāng)它們的速度增大到一定程度，空氣阻力不能忽略，它們運(yùn)

7、動(dòng)的全過程就不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)。而對(duì)于另外一些物體如一團(tuán)棉花或紙片從空中靜止下落時(shí)，與重力相比，空氣阻力的影響太大不能忽略，它們的運(yùn)動(dòng)就不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)處理。3.自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？實(shí)驗(yàn)探究 按照教材裝置做實(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(cè)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(duì)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(duì)基本儀器的應(yīng)用，但實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確

8、度較難把握。因此在實(shí)驗(yàn)中要注意：（1）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；（2）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；（3）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(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減??；（4）先接通電路再放開紙帶；（5）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。（6）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)（7）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)事求是的科學(xué)態(tài)度；（8）要求學(xué)生保

9、存好記錄了自由落體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶，為研究運(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(qǐng)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)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得到什么樣的結(jié)論?(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

10、。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)子間隔有什么不同，總結(jié)得出結(jié)論。教師點(diǎn)評(píng)：將兩條紙帶對(duì)比，只要兩條紙帶上的點(diǎn)子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(shí)計(jì)算重力加速度，通過比較得出結(jié)論。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9.8ms2。結(jié)論：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)。2加速度相同。（二）自由落體加速度1. 定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度。2. 方向：豎直向下。3. 大?。和ㄟ^多種方法用實(shí)驗(yàn)測(cè)定。4.在地球上的不同地方 g 值不

11、同。一般取 g = 9.8m/s2。粗略計(jì)算可以取g =10m/s2。隨緯度升高，重力加速度增大。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:速度與時(shí)間關(guān)系式 v=v0+at 推出：vgt位移與時(shí)間關(guān)系式 xv0t+at2/2 推出：xgt2/2位移與速度關(guān)系式 v2=2ax 推出：v22gh初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)所有特殊規(guī)律對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)均適用。三、課堂練習(xí)四、課堂小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，知道自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它的加速度是g。六、板書設(shè)計(jì)一、自由落體運(yùn)動(dòng)：定義：物體 只在重力作用下 從 靜止