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1、2022年高中物理 《自由落體運(yùn)動(dòng)》教案 新人教版必修1
一、教材分析
自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種具體情形。此前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,也學(xué)習(xí)了研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本方法,對(duì)本課的學(xué)習(xí),實(shí)際上是引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)解決生活實(shí)際中的問題。組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng),既有利于鞏固所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題、探求規(guī)律的能力,還能對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育。
本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)在于說明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度g。由于學(xué)生受日常經(jīng)驗(yàn)的影響,對(duì)重的物體下落快,輕的物體下落慢的印象很深,所以本節(jié)課做好實(shí)驗(yàn)十分重要。教學(xué)時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),通過實(shí)
2、驗(yàn)逐步提出問題(設(shè)疑),讓學(xué)生自己探究(解疑),得出結(jié)論。充分體現(xiàn)了物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是掌握并靈活運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問題。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與能力
(1)理解自由落體運(yùn)動(dòng),理解是重力加速度,
(2)掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,
(3)培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。
2、過程與方法
通過觀察輕重不同物體在真空中的下落過程,實(shí)際測量重物自由下落的加速度等探究活動(dòng),讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
3、情感態(tài)度和世界觀
感受前人(亞里士多德)崇
3、尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀。
先通過觀察生活中的一些現(xiàn)象和提出亞里士多德的理論和設(shè)疑“重物體比輕物體下落快嗎?”,讓學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)(牛頓管)解疑,理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng),明確物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。并得出做自由落體運(yùn)動(dòng)的不同物體,在同一地點(diǎn)從同一高度下落的快慢相同的結(jié)論。接著引導(dǎo)學(xué)生探究“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)呢?”,通過分組實(shí)驗(yàn)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究,得出自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。再提出“你能求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度嗎?”,引導(dǎo)學(xué)生去研究,從而圓滿解決問題。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
(1)牛頓管、
4、抽氣機(jī);
(2) 10套:紙片、鐵架臺(tái)、鐵螺絲、鐵夾、鐵橫桿、紙帶夾、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶復(fù)寫紙片)、紙帶、重錘、海綿墊、接線板;長刻度尺。
五.教學(xué)過程
回顧學(xué)過的知識(shí):
+
引入新課:
在日常生活中,我們會(huì)看到這種現(xiàn)象:把小石頭和樹葉舉到相同高度,石頭的重量比樹葉重,同時(shí)由靜止開始釋放。觀察哪個(gè)先落地?
(演示:石頭和樹葉)
觀察結(jié)果:石頭先落地
類似的現(xiàn)象在生活中還有很多,早在公元前4世紀(jì),古希臘哲學(xué)家亞里士多德通過觀察大量物體下落的現(xiàn)象,歸納出:物體越重,下落得越快。在我們今天看來,他這個(gè)說法是否正確呢?
提問:是
5、不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢?(課后有伽利略的推論)
我們可以通過實(shí)驗(yàn)研究這個(gè)問題,桌上有兩張紙片(同種材料,質(zhì)量不同)觀察掉落在桌面的情況:
1. 兩張紙平攤,同一高度,同時(shí)靜止釋放。
2. 把質(zhì)量小的紙捏成紙團(tuán),同一高度,同時(shí)靜止釋放。
(讓學(xué)生自己試一試)
我們通過觀察這個(gè)現(xiàn)象說明了什么?
可見,重的物體不一定下落得快,輕的物體下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢?
(學(xué)生:受空氣阻力的影響)
我們的神州六號(hào)飛船返回時(shí),為了安全的降落,一定的高度要打開降落傘來減速,利用的空氣的阻力。
正是由于有空氣阻力的影響,物體下落得才有快有慢。同學(xué)們想想看,如果沒有空氣阻力
6、的影響,也就是在一個(gè)沒有空氣的空間里,物體只受重力,從靜止開始下落的情況是什么樣子呢?
(演示牛頓管)
看,這是一根玻璃管,管中的空氣已經(jīng)用抽氣機(jī)抽掉了,里邊有一個(gè)金屬片和羽毛,觀察牛頓管里的羽毛和金屬片下落的快慢。
(觀察實(shí)驗(yàn))
定義:物體在只受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)。
要注意理解“自由”這兩個(gè)字:只受重力、初速度為零。
結(jié)合上面的實(shí)驗(yàn)我們一起總結(jié)下,小結(jié):如果沒有了空氣阻力,不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)情況是相同的。
這種運(yùn)動(dòng)只在沒有空氣的空間里才能發(fā)生。不過,在存在空氣的空間里,如果空氣阻力的影響很小,物體的下落也可以近似看作自由落
7、體運(yùn)動(dòng)。
亞里士多德是古希臘的圣人,恩格斯稱他是最博學(xué)的人。限于當(dāng)時(shí)科技發(fā)展的水平,他在物理方面的論述,今天看來很多是不恰當(dāng)?shù)?。但是,在兩千年前他能夠通過觀察、歸納,形成自己的一套理論體系,已經(jīng)很不簡單了。我們應(yīng)該正確評(píng)價(jià)他在科學(xué)發(fā)展史上的地位。
我們知道了什么是自由落體運(yùn)動(dòng),下面我們繼續(xù)深入的分析這種運(yùn)動(dòng)。
(演示實(shí)驗(yàn):將點(diǎn)火花計(jì)時(shí)器呈豎直方向固定在鐵架臺(tái)上,讓紙帶穿過計(jì)時(shí)器,紙帶下方固定在重錘上,先用夾子夾住紙帶上方,使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的下方,然后接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶,讓重物自由下落,計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列小點(diǎn),那么這些點(diǎn)記錄了重物的運(yùn)動(dòng)情況。)
下面大家結(jié)
8、合學(xué)案來分析下紙帶。
提問:軌跡為直線還是曲線?
答:軌跡為一條直線,物體作直線運(yùn)動(dòng)。
提問:是勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎?
答:在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過的位移不相等,逐漸的增大,所以是加速直線運(yùn)動(dòng)。
提問:是勻加速嗎?是如何判斷出來的?
(提示:回憶前面學(xué)過的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律:連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi),物體通過的位移之差為定值。這是一個(gè)判斷公式,,已知的=0.02秒,見學(xué)案表格。)
答:可以測出連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi),物體通過的位移之差為定值(在誤差允許的范圍內(nèi))。則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
我們一起總結(jié)一下:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
提問:能求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度嗎?
(同樣
9、根據(jù)上面的公式,我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行計(jì)算一下,大家選取不同的時(shí)間間隔來讀取數(shù)據(jù),見學(xué)案表格)
通過多次測量計(jì)算:
(1)我們通常用g來表示自由落體加速度,也叫重力加速度,數(shù)值近似為9.8,重力加速度的方向總是豎直向下的。在實(shí)驗(yàn)中,如果要獲得更精確的數(shù)據(jù),還可以用頻閃照相來測量。
(看到課本37面的表格,從表格上可以看出,在不同的地方,g的取值是不同的,緯度越高數(shù)值越大,越靠近赤道數(shù)值越小。)
(2)地球上不同的地方,g取值不同。從赤道到兩極,g逐漸增大。同一地點(diǎn)g值相同。
(3)既然自由落體運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),那么其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與一般規(guī)律類似:
10、
不同的物體在同一地點(diǎn),從相同高度同時(shí)自由下落的物體,同時(shí)到達(dá)地面,根據(jù),則它們的加速度是相同的。
應(yīng)用:
1:大家看到課后的測定反應(yīng)時(shí)間小實(shí)驗(yàn)。
2:測量物體從一定高度的樓房掉下,已知落地時(shí)的速度,求高度和下落時(shí)間。
附錄:
學(xué) 案
一. 認(rèn)識(shí)什么是自由落體。
二. 探究自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),通過分析紙帶,思考下列問題:
1. 紙帶上的點(diǎn)是在一條直線上還是一條曲線上?
2. 重錘是在作勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎?
3. 是加速還是減速運(yùn)動(dòng)?
4. 是勻加速運(yùn)動(dòng)嗎?我們?cè)鯓尤ヅ袛嗄兀?
我們可以通過測量在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi),物體通過的位移之差是否為一個(gè)定值。若為定值,則是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(見表一)
表一:
點(diǎn)
相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移S
位移之差
0
1
=
-=
2
=
-=
3
=
-=
4
=
-=
5
=
5. 既然是勻加速直線運(yùn)動(dòng),那它的加速度是多少呢?
我們還可以利用位移之差,求出加速度a。其中=0.02秒,下面我們動(dòng)手計(jì)算一下:a= .
三. 試著寫出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律: