高中物理教案與課件24自由落體運動

1、2-4.自由落體運動一、教學目標1學問與技能1明白什么是自由落體運動；2自由落體產(chǎn)生的條件；3熟悉自由落體運動的特點；4把握自由落體運動的規(guī)律；速度隨時間的變化規(guī)律,位移隨時間變化的規(guī)律 定量 ；2過程與方法通過觀看演示試驗概括出自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動,從而培育學生的觀看、概括才能,通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學習,培育分析、推理才能；3情感態(tài)度價值觀運用抱負化方法,突出主要因素,忽視次要因素,抽象出物理模型自由落體,研究物體下落在抱負條件下的運動；二、重點、難點分析1重點是使同學把握自由落體的速度和位移隨時間變化的規(guī)律；自由落體的特點是初速度為零,只受重力作用 物體的加速度為自

2、由落體加速度 g；2難點是演示試驗的技巧及規(guī)律的得出,介紹伽利略的試驗驗證及奇妙的推理；三、教具1自由落體演示儀及附件,運算器；2硬幣 一元 兩枚,薄紙袋 恰好可裝下硬幣3投影儀、投影片、彩筆；四、主要教學過程一復習提問,抽氣機,牛頓管；s1s 2s3=1 49 s ss 135 二引入新課我們今日應用這些學問爭論一種常見的運動,物體下落的運動；演示 硬幣和紙袋分別從同一高度由靜止開頭同時下落,得到結(jié)論,“ 物體越重,下落得越快” ；1亞里斯多德 Aristotle 的熟悉觀看下落速度, 從表面上看從公元前 4 世紀至公元 17 世紀,這種觀念統(tǒng)治了人們兩千多年之久；2伽利略 Galileo

3、的奉獻 1638 年 兩個物體 m Am B 分別由同一高度下落,重的物體比輕的物體下落的快,當把兩物體捆在一起仍從同一高度下落情形會是怎樣呢？結(jié)論： 整體分析： 當把兩個物體捆在一起時 兩個物體中的任一個都重從而下落的應最快；m C=m A m B,由于新組成的物體比上述局部分析： A 物體下落的快,受到一個下落得慢的物體 B 的作用,結(jié)果就像一個大人拉著小孩向前跑, 比單獨大人跑要慢, 比小孩單獨跑要快一樣,他們的共同速度應介于 A、B 兩物體之間即 vAvCv B；伽利略用歸謬法奇妙地否定了亞里斯多德的觀點,從而得出結(jié)論：重物體不比輕物體下落得快；亞里斯多德忽視了空氣阻力對運動物體的影響

4、,從而得出錯誤的結(jié)論：“ 力是維護物體運動的緣由” ；演示 將紙袋揉成紙球和硬幣從同一高度由靜止開頭下落,觀看下落速度 相差不多 ,把硬幣裝入紙袋與另一枚硬幣從同一高度由靜止開頭下落,觀看下落速度也相差不多,如減小空氣對運動物體的影響會如何呢？演示 牛頓管中的物體下落,將事先抽過氣的牛頓管內(nèi)的硬幣與輕雞毛從靜止一起下落,觀看試驗結(jié)果兩者幾乎同時落到牛頓管的下端,硬幣落下有聲, 眼可直接觀看雞毛下落,將牛頓管放入空氣再做試驗情形就截然不同了；3自由落體運動定義：物體只在重力作用下,從靜止開頭下落的運動叫做自由落體運動；自由落體運動是一種抱負運動,在實際問題中有空氣時,物體的密度不太小,速度不 太

5、大 H 不太高 ,可以近似看成是自由落體運動；結(jié)論：不同物體做自由落體運動,它們的運動情形是相同的；性質(zhì)：伽利略所處的歲月仍沒有鐘表,計時儀器也較差,自由落體運動又很快,伽 利略為了爭論落體運動,利用當時的試驗條件做了在斜面上從靜止開頭下滑的直線運動 目的是為了“ 沖淡重力”,證明白在阻力很小的情形下小球在斜面上的運動是勻變速直線運動,用規(guī)律推理外推到斜面傾角增大到90 的情形,小球?qū)⒆杂上侣?成為自由落體,他認為這時小球仍舊會保持勻變速直線運動的性質(zhì),多么奇妙啊！這個結(jié)論的正確與否需用試驗來驗證,三百多年后,我們來驗證；演示 介紹自由落體儀,然后測量數(shù)據(jù)；sm ts 1 0.100 0.14

6、36 9.70 2 0.400 0.2866 9.74 3 0.900 0.4293 9.77 結(jié)論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動；在同一地點一切物體在自由落體運動中的加速度都相同；重力加速度 g自由落體加速度 a數(shù)值及單位 g=9.8m/s2 中學 g=9.8N/kg 常量 粗略運算 g=10m/s2b重力加速度 g 的方向總是豎直向下的；4自由落體運動的規(guī)律選豎直向下方向為正 三練習：一個自由落體落至地面前最終一秒鐘內(nèi)通過的路程是全程的一半,求它落到地面所需的時間；解析：物體做勻變速直線運動,第n 秒通過的路程為sN,n 秒內(nèi)通過的路程為s n,就物體在 n-1 秒內(nèi)通過的路程

7、為s n-1,就依據(jù)題意,得四課堂小結(jié)1自由落體運動是一種特別重要的運動形式,在現(xiàn)實生活中有很多落體運動可以看成是自由落體運動,爭論自由落體運動有著普遍的意義；2為了爭論自由落體運動,我們運用了物理學中的抱負化方法,從最簡潔、最基本的情形入手, 抓住影響運動的主要因素,去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾,建立了抱負化的物理模型自由落體運動,并且爭論了自由落體的運動規(guī)律,抱負化是爭論物理問題常用的方法之一,在后面的學習中我們?nèi)砸玫剑?在爭論自由落體運動的過程中我們?nèi)越o大家介紹了歸謬法,即理論推導的一種重要方法, 同學們的學習重要的是爭論問題的方法而不是學問本身,學問的結(jié)論當然重要,但更重要的是如何獵取

8、學問,中學學習的一個特別重要的方面就是如何獵取學問、處理學問；4自由落體運動是一種簡潔的基本的運動形式,拋體運動可以看成是另一個運動形式與自由落體運動的合成,也就是說自由落體是爭論其他拋體運動的基礎,肯定要抓住其產(chǎn)生的條件和運動規(guī)律；五、說明1牛頓管的演示,要事先抽好氣,一般在課前抽好；如先演示雞毛與硬幣在空氣中的落體運動, 然后來抽氣, 會影響課堂氣氛,抽氣機的響聲也會吸引同學的留意力；做好了雞毛和硬幣在幾乎是真空中的運動后,將空氣充入牛頓管再來做前面的試驗,成效更好； 牛頓管進空氣時最好將雞毛置于進氣口鄰近,可看到進入管內(nèi)的氣流將雞毛吹到另一端,讓同學清晰地看到牛頓管的確在進氣；2敘述伽利略的推理過程時,可擬定一個爭論的環(huán)境,讓同學感受到他們正親臨現(xiàn)場觀看這場爭辯情形教學；3自由落體儀電磁鐵電路中,最好設計一個電路讓電磁鐵正充磁一次,反充磁一次,這樣可以減小剩磁對小球的初速度的影響；當然為了防止上述試驗引起的誤差可以用兩個光電管計時, 就像處理打點計時器打出的紙帶一樣在中間某段來爭論,但不如上述教學過程設計的方案, 讓同學一看便知；自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,只需要運算加速度就可以了；4三組