21自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

ξ2.1《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版必修一）鮑銳2009.10.30【學(xué)生預(yù)習(xí)提綱】回顧勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義。了解怎樣驗(yàn)證勻變速直線運(yùn)動(dòng)。熟悉勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能理解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和條件。掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。掌握重力加速度的概念，知道它的大小和方向，了解不同地方加速度不同。掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，解決某些實(shí)際生活中的問題。過程與方法通過演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、概括總結(jié)的能力。通過分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、分析處理數(shù)據(jù)的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生領(lǐng)悟突出主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)思想。通過實(shí)驗(yàn)探究，使學(xué)生形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。通過計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)改變學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的興趣。培養(yǎng)學(xué)生鉆研的精神，激發(fā)學(xué)生探索物理知識(shí)的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和加速度。【教學(xué)難點(diǎn)】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)?！窘虒W(xué)器材】牛頓管、抽氣泵、電火花計(jì)時(shí)器、帶鐵夾的鐵架臺(tái)、紙帶、重錘、刻度尺、投影儀、多媒體課件?！窘虒W(xué)方法】啟發(fā)引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)演示、講授、討論【教學(xué)過程】引入小游戲：巧克力在手中釋放，看學(xué)生能否抓住。 幾位同學(xué)抓都無法抓住，是同學(xué)們反應(yīng)太慢嗎？ 其實(shí)根據(jù)物體下落的規(guī)律，同學(xué)是很難抓住巧克力的，這是怎么回事呢？那就隨我一起來探究物體下落的規(guī)律吧。新課教學(xué)（一）自由落體運(yùn)動(dòng)的定義提問：不同物體下落的快慢是否相同？學(xué)生討論并提出探究這一問題的實(shí)驗(yàn)方案。演示實(shí)驗(yàn)：牛頓管實(shí)驗(yàn)。在充有空氣的牛頓管中，讓鐵片和羽毛同時(shí)下落，可以看到鐵片下落的快，再把管中的空氣抽去，讓鐵片和羽毛同時(shí)下落，可以看到鐵片和羽毛下落的一樣快。結(jié)論：在不考慮空氣阻力影響的情況下，所有物體下落的快慢相同。這樣的運(yùn)動(dòng)就是我們將要研究的自由落體運(yùn)動(dòng)。1.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)(free-fallmotion)。2.條件“只受重力”和“靜止開始”3.注意：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，生活中是沒有的，因?yàn)槲覀儾皇巧钤谡婵罩?，所以空氣阻力必然存在。但是，生活中?dāng)f<<G時(shí)，物體的下落可看做自由落體運(yùn)動(dòng)。（二）自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 生活中有很多現(xiàn)象可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)，大家能不能根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)，猜想一下自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)呢？學(xué)生回答：加速直線運(yùn)動(dòng)。那我們就不由得會(huì)猜想，自由落體運(yùn)動(dòng)會(huì)不會(huì)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)呢？能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證實(shí)我們的猜想？學(xué)生討論并提出各自的方案。選擇方案：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 把紙帶一端固定在重錘上，讓重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，那么紙帶也隨重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就可以記錄下紙帶在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移。 演示規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，并提出注意事項(xiàng)。 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，教師進(jìn)行輔導(dǎo)。 選取幾組學(xué)生的紙帶，把數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)好的excel表格中。從表格中直接輸出結(jié)果并分析數(shù)據(jù)。S1S2S3S4S5S6S2-S1S3-S2S4-S3S5-S4S6-S51234 從表格中的數(shù)據(jù)可以看出：在誤差允許的范圍內(nèi)，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差相等，由此可得出結(jié)論： 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 能不能測(cè)出這種勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度？公式：注意：T=0.02s通過在excel表格直接輸出幾組數(shù)據(jù)的a值并進(jìn)行分析。（三）自由落體加速度1.定義在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫做重力加速度（gravitationalacceleration）。2.取值在一般的計(jì)算中，重力加速度取g=9.8m/s2粗略計(jì)算中，重力加速度還可取g=10m/s23.決定因素緯度：緯度越高，重力加速度越大（投影不同緯度的重力加速度，討論規(guī)律）高度：高度越高，重力加速度越小4.方向始終豎直向下（四）自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律學(xué)生回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律公式 討論推導(dǎo)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律公式 （五）應(yīng)用測(cè)反應(yīng)時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生做一做《測(cè)反應(yīng)時(shí)間》，將學(xué)生測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在excel表格中，直接得到幾位同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間。 介紹人的一般反應(yīng)時(shí)間在0.15s～0.4s回到上課前，回答為什么接不住巧克力。小結(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)的定義自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)自由落體運(yùn)動(dòng)加速度自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律【課后練習(xí)】1、在忽略空氣阻力情況下，讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時(shí)自由下落，則關(guān)于兩塊石塊的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）重的石塊落得快，先著地輕的石塊落得快，先著地在著地前的任一時(shí)刻，兩塊石塊具有相同的速度，相同的位移和相同的加速度兩塊石塊在下落段時(shí)間內(nèi)的平均速度相等。2、一個(gè)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度—時(shí)間圖象正確的是（）tvtv0Atv0Bttv0CDDtv03、甲乙兩球從同一高度相隔1秒先后自由落下，在下落過程中（）兩球的距離始終不變兩球的距離越來越大。兩球的速度差始終不變兩球的速度差越來越在4、自由下落的物體，在任何相鄰的單位時(shí)間內(nèi)下落的距離之差和平均速度之差在數(shù)值上分別等于（）g/22gg/2g/4ggg2g 5、有一直升機(jī)停在200m高的空中靜止不動(dòng)，有一乘客從窗口由靜止每隔1秒釋放一個(gè)鋼球，則鋼球在空中的排列情況說法正確的是（）相鄰鋼球間距離相等越靠近地面，相鄰鋼球的距離越大在落地前，早釋放的鋼球速度總是比晚釋放的鋼球的速度大早釋放的鋼球落地時(shí)的速度大6、一個(gè)自由落體落至地面前最后一秒鐘內(nèi)通過的路程是全程的一半，求它落到地面所需的時(shí)間。 7、為了測(cè)出井口到水面的距離，讓一個(gè)小石塊從井口自由落下，經(jīng)過2.5S后聽到石塊擊水的聲音，估算井口到水面的距離。考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏?。?8、一個(gè)自由下落的物體，它在最后1秒的位移是35m，則物體落地速度是多大？下落時(shí)間是多少？ 9、一只小球自屋檐自由下落，在0.25s時(shí)間內(nèi)通過高度為2m的窗口，求窗口的頂端距屋檐多高？10、一礦井深為125m，在井口每隔一定時(shí)間自由下落一個(gè)小球，當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口下落時(shí)，第1個(gè)小球剛好到達(dá)井底。則相鄰兩個(gè)小球開始下落的時(shí)間間隔為多少？第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相隔多少米？【習(xí)題答案】1、CD因?yàn)楹雎钥諝庾枇?，所以兩石塊的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)橥瑫r(shí)從同一高度下落，所以運(yùn)動(dòng)情況完全一樣，則CD正確2、C自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。A表示物體做初速度不為零的加減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；B表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；C表示物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，只不過是先向上為正方向，C正確；D做的是初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)。3、BC既然兩球做的都是自由落體運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榧浊虮纫仪蛟绯霭l(fā)1秒，從乙開始下落時(shí)計(jì)時(shí)，任一時(shí)刻有：；；有g(shù)是一定值，所以C正確D錯(cuò)；位移上有：4、C連續(xù)相等時(shí)間的位移之差是；根據(jù)平均速度公式5、BC題中每個(gè)鋼球的運(yùn)動(dòng)情況是完全一樣的：同高度且都是自由落體運(yùn)動(dòng)。唯一不同的是釋放時(shí)間不一樣，同一時(shí)刻的速度不一樣，但落地時(shí)的速度均是一樣的。根據(jù)第3題的結(jié)論可知相鄰兩球的距離是越來越大的，AD錯(cuò)；C正確；從公式可知時(shí)間間隔越長(zhǎng)，兩球的距離越大，所以越靠近地面，兩球距離越大，B正確。6、選擇過程時(shí)盡量選擇包含0速度點(diǎn)在內(nèi)的過程，這樣用公式時(shí)會(huì)方便很多，根據(jù)題意，設(shè)前一半位移用時(shí)t，整個(gè)過程用時(shí)t+1，兩段時(shí)間位移之比為1：2。，則總時(shí)間為7、31m偏大，如果考慮聲音傳播時(shí)間，則說明真實(shí)的時(shí)間比這個(gè)時(shí)間要小，我們計(jì)算時(shí)代入的2.5偏大了，所以算得的高度也偏大。8、40m/s4s根據(jù)，從靜止開始到35m/s用時(shí)3.5s，再加上最后的0.5s，總共4s。落地速度9、2.28m根據(jù)，說明時(shí)刻距下落時(shí)刻為，則窗口頂端到屋檐的時(shí)間間隔