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1、2022年高中物理 自由落體運(yùn)動教案 新人教版必修1
自由落體加速度大小不同。
3.掌握自由落體運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)規(guī)律。
二、能力目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生對生活和實驗的觀察能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生對事物規(guī)律遷移及應(yīng)用能力。
三、德育目標(biāo)
1.滲透事物的普遍性與特殊性關(guān)系。
2.加強(qiáng)對控制變量思想的認(rèn)識。
【教學(xué)重點】
自由落體運(yùn)動的本質(zhì)與規(guī)律。
【教學(xué)難點】
1.自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動。
2.自由落體加速度的大小g=9.8m/s2。
【教學(xué)方法】
1.觀察法(
2、生活與實驗)
2.實驗法
3.閱讀法
【教學(xué)用具】
CAI課件、紙片若干、牛頓管、粉筆(舉例用)、書簽、直尺(實驗用)。
【課時安排】
1課時(40分鐘)
【教學(xué)過程】
●課前準(zhǔn)備:
在黑板上板書本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):
·自由落體運(yùn)動的定義與特點。
·自由落體運(yùn)動的本質(zhì)。
·自由落體加速度與基本公式。
●引入(時間約2分鐘)
1.文學(xué)家們在形容秋天的落葉的時候,常常說:飄零的落葉,卻從沒有人說飄零的蘋果或者飄零的鉛球呢?
?。▽W(xué)生回答:因為蘋果下落得比
3、樹葉要快)
2.思考:為什么蘋果會比落葉下落得快呢?
?。▽W(xué)生答回:A.因為蘋果的質(zhì)量比樹葉的質(zhì)量大;B.因為蘋果和落葉受到的空氣阻力不同)
3.介紹歷史:早在公元前4世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德經(jīng)過大量的觀察也得到了相同的結(jié)論:重的物體下落得快。(幻燈片1)
4.過渡:是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢?物體下落是否受到空阻力的影響呢?請同學(xué)位自己設(shè)計一個小實驗來解決這個兩問題。(幻燈片2)
●自由落體運(yùn)動──探究實驗(時間約3分鐘)
5.實驗一:將一張白紙裁成相同的兩半,另一片揉成紙團(tuán),讓其同時從同一高度由靜止釋放,可以看到紙片
4、比明顯比紙團(tuán)下落得慢。
實驗二:將一張白紙裁成相同的兩半,其中一半再裁成兩半即原來的四分之一,將四分之一的這半揉成紙團(tuán),讓其同時從同一高度由靜止釋放,可以看到紙片比明顯比紙團(tuán)下落得慢。
6.實驗分析:
實驗二:說明輕的物體也可能比重的物體下落得快,前面的結(jié)論錯誤(幻燈片2)。
實驗一:說明質(zhì)量相同的物體下落的快慢不同,如果按照亞里士多德的觀點,則兩物體下落的快慢應(yīng)該相同,與事實不符;所以說重的物體下落得快的說法不準(zhǔn)確。
實驗一:兩紙片的空氣阻力不同,質(zhì)量相同,說明物體下落的快慢要受到空氣阻力的影響。
7.過渡:如果要考慮物體下落的快慢
5、與質(zhì)量有關(guān)怎么辦,注意不能受到阻力的影響?(討論結(jié)果:在沒有空氣的空間里做物體下落實驗)
●自由落體運(yùn)動─—牛頓管演示實驗(時間約4分鐘)
8.演示實驗:讓質(zhì)量不同的雞毛、鐵片等物體在一個抽掉空氣的玻璃管里下落,可以明顯看到不同質(zhì)量的物體下落的快慢是相同的。放入空氣后,再重復(fù)前面的實驗,發(fā)現(xiàn)其中的羽毛和鐵片下落的快慢不相同。(幻燈片3)
9.播放視頻:阿波羅號飛船登月時,宇航員在月球上做的自由落體實驗。
10.實驗結(jié)論:沒有空氣時候,物體受到那些力呢?(重力)上面的實驗可以得到什么呢?(在沒有空氣的空間里物體下落時只受重力的作用,其下落的快慢與物體質(zhì)量
6、無關(guān))。
11.過渡:到現(xiàn)在為止,我們對落體運(yùn)動有了一定的認(rèn)識了。
●自由落體運(yùn)動──定義(時間約2分鐘)
12.在物理學(xué)中,將物體只在重力的作用下由靜止開始運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。由上面的實驗可知:做自由落體運(yùn)動的物體,其下落的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。(幻燈片)
12.練習(xí):判斷下列物體的運(yùn)動是否是自由落體運(yùn)動:
A.粉筆頭在有空氣的空間里由靜止開始的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動嗎?
B.用手用力向下用力拋出的粉筆頭是自由落體運(yùn)動嗎?
分析:自由落體運(yùn)動只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生,且初速度為0.所以AB兩物體的運(yùn)動都不是自由落體運(yùn)動
7、。在有空氣的空間里,如果物體受到的空氣阻力相對重力來說非常小,或者可以忽略不計時,物體的下落可以近似的看成一個自由落體運(yùn)動。
13.注意:自由落體運(yùn)動中自由兩個字的含義:一是物體受重力,二是物體的初速度為0。
14.過渡:在前幾節(jié)我們學(xué)過的運(yùn)動有勻加速直線運(yùn)動,勻速直線運(yùn)動、勻減速直線運(yùn)動等,則自由落體運(yùn)動也和前面的運(yùn)動一樣是一個新的運(yùn)動類型嗎?自由落體運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)本質(zhì)是什么呢?
●自由落體運(yùn)動──—性質(zhì)(時間5分鐘)
14.首先自由落體運(yùn)動不是勻速直線運(yùn)動,而是一個加速運(yùn)動,你能說出為什么嗎?(物體的初速度為0,而一落一段時間后,速不在為0,說明速度是
8、在增加)
15.自由落體運(yùn)動的是不是初速為0的勻加速運(yùn)動呢?同學(xué)們回憶前面學(xué)過的知識,初速度為0的勻加速直線運(yùn)動有哪些規(guī)律呢?(速度公式:Vt=a ;位移公式S=at2/2 ; 在連續(xù)且相等的時間間隔內(nèi),位移的大小之比是1:3:5:7:--)(幻燈片)
16.教師分析:我們無論選擇哪一條規(guī)律我們都要測量時間,而自由落體運(yùn)動的時間一般都非常短,我們用手表這樣的計時儀器來研究就不行了,書上面給我們提供了一種方法──頻閃照片;首先我介紹一下什么時頻閃照片(播放模擬動畫)
在一間密閉的小屋里面,沒有光用照相機(jī)給小球拍照能拍下來嗎?(不能)只有在有光的一瞬間小球才能在膠卷上
9、面留下一個像,于是我們間隔相同的時間閃光一下,每次閃光的時候小球的位置相同嗎?(不同)注意我們在照相的過程中都沒有更換底片,則小球每隔相同時間的位置就顯示在了底片上了,最后結(jié)沖印等得到相片。相片上是N個小球呢?還是一個小球在不同位置的相?(小球在不同位置的相)
17.如果小球的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動,則這些小球之間的間距應(yīng)該是1:3:5:7--;現(xiàn)在請同學(xué)們用你的直尺測量出小球的相的間距,判斷一下小球是否滿足這個規(guī)律。(測量后填入下表,試分析各段位移的比例關(guān)系)
位移大?。╩)
位移比例
加速度(m/s2)
S1=
S2=
S3=
S4=
S5=
10、
18.由此可見自由落體運(yùn)動并不是一個新的運(yùn)動類型,而是一個初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,比一般的勻加速運(yùn)動更加特殊。
19.過渡:既然自由落體運(yùn)動是一個勻加速直線運(yùn)動,我們就思考,如果他的加速度也是一個特殊的值該多好啊!
●自由落體加速度(時間6分鐘)
20.怎樣求出其加速度呢?從頻閃照片上能行嗎?(能)請同學(xué)們用你測得的數(shù)據(jù)計算出自由落體運(yùn)動的加速度為多少?(由開始的數(shù)據(jù)可計算出自由落體加速度)
位移大?。╩)
位移比例
加速度(m/s2)
S1=
S2=
S3=
S4=
S5=
21.由實驗可以測得
11、本圖片上的自由落體運(yùn)動的加速度為9.801m/s2,在物理學(xué)中自由落體運(yùn)動的加速度又叫做自由落體加速度,或重力加速度常常用字母g表示。
22.我告訴大家這張頻閃照片是人民教育出版社的網(wǎng)站上提供的北京地區(qū)的自由落體照片。所以這個地方還有一個疑問,在同一個地點,不同的物體做自由落體運(yùn)動的加速是不是相同的呢?(相同,由前面實驗的結(jié)論:不同的物體做自由落體運(yùn)動時其運(yùn)動的情況是相同的,即有相同的時間里位移相同;和S=at2/2可得a是一定相同的。)
23.科學(xué)家們又在不同的地點測量重力加速度,請同學(xué)們閱讀課本上第 頁的表格,思考:在地球上重力加速度隨緯度的變化而怎樣變化?變化是大還是
12、???(國際上取北緯45度的海平面的重力加速度9.80665m/s2為標(biāo)準(zhǔn)值,通常我們在計算時g取9.8m/s2,粗略估算時取10m/s2 。)
24.加速度是一個矢量還是標(biāo)量?(矢量)加速度的方向如何呢?(物體豎直下落,且是勻加速直線運(yùn)動,所以重力加速度的方向豎直向下)
25.過渡:由此看來,自由落體運(yùn)動非常特殊,是一個初速度為0,加速度大小為g,方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動。同學(xué)們解決一個問題:
●自由落體運(yùn)動的規(guī)律(時間3分鐘)
26.例:我們的教學(xué)樓高為4層,假設(shè)現(xiàn)在某同學(xué)在樓頂做自由落體運(yùn)動的實驗,從上面由靜止放下一個小球,不計空氣阻力,請估算小
13、球在第1s內(nèi)下落的位移是多少?第1s末的速度是多少?怎樣計算的?
解:把公式Vt=v0+at S=vot+at2/2 中vo換成0,加速度a換成g就可以計算了。
27.自由落體運(yùn)動的規(guī)律
速度公式:Vt=gt
位移公式:S= gt2/2
●課堂小結(jié)(時間2分鐘)
28.到這個時候、我們對自由落體運(yùn)動的認(rèn)識已經(jīng)到了一個新的高度了,現(xiàn)在來總結(jié)一個本節(jié)課的知識:
?。?)自由落體運(yùn)動的定義:在物理學(xué)中,將物體只在重力的作用下由靜止開始運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。做自由落體運(yùn)動的物體,其下落的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。
?。?)自由落體
14、運(yùn)動是一個初速度為0,加速度大小為g,方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動。
所以前面的公式都可以用。
●做一做:測量反應(yīng)時間(時間4分鐘)
29.自由落體運(yùn)動是一個非常有用的運(yùn)動,我們可以用他做很多事,現(xiàn)在我做做一個游戲,現(xiàn)在請一位同學(xué)上來,伸出兩根手指,我一釋放這個書簽,你就抓住它。
每一個人在發(fā)現(xiàn)某種情況到采取相應(yīng)的行動,都要延遲一小段時間,這段時間我們叫它反應(yīng)時間。利用自由落體運(yùn)動就可以設(shè)計一個測量反應(yīng)時間的實驗。請同學(xué)們根據(jù)開始的小游戲自行設(shè)計。(請學(xué)生介紹他自己的方案)
30.教師展示自己設(shè)計的反應(yīng)時間測量工具。并講述原理。(播放動畫)
15、
●彈性預(yù)案(剩余時間)
31.請同學(xué)們自己閱讀本課后面的閱讀材料,學(xué)習(xí)并思考:
?。?)人類認(rèn)識自然規(guī)律的過程是怎樣的?
?。?)伽利略在科學(xué)研究的道路上具有怎樣的品質(zhì)?我們要怎樣去學(xué)習(xí)他的品質(zhì)?
●課后作業(yè)
32.請同學(xué)們自己設(shè)計一個實驗測量一下南充地區(qū)的重力加速度。
?。▋x器:打點計時器; 或者手表、水龍頭、直尺等)
【板書設(shè)計】
自由落體運(yùn)動
1.自由落體運(yùn)動
?。?)物體由只在重力作用下由靜止開始的運(yùn)動叫自由落體運(yùn)動
?。?)自由落體運(yùn)動下落的快慢與物體質(zhì)量無關(guān)
?。?)自由落體運(yùn)動是一個初速度為0的勻加速直線運(yùn)動
2.自由落體加速度
?。?)自由落體加速度又叫做重力加速度,通常用符號g來表示
?。?)在同一地點,一切在自由落體運(yùn)動中的物體,加速度都相同
?。?)自由落體加速度通常取g=9.8m/s2,方向豎直向下
3.自由落體運(yùn)動是一個特殊的勻加速直線運(yùn)動(v0=0,a = g)
速度公式: 位移公式: