高一物理 2.5《自由落體運(yùn)動(dòng)》教案

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111 2.5自由落體運(yùn)動(dòng) 教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)、理解自由落體加速度，掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 2、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，體驗(yàn)學(xué)生間的交流合作。 3、情感目標(biāo)：讓學(xué)生受到見(jiàn)義勇為的思想教育和集體觀念教育。 教學(xué)重點(diǎn) 理解不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都相同。 教學(xué)難點(diǎn) 從實(shí)驗(yàn)中得出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 教學(xué)方式 講解、演示、師生互動(dòng)、對(duì)比歸納。 教學(xué)儀器 金屬片，紙片；牛頓管，抽氣機(jī)；重物，直尺。 教學(xué)過(guò)程 [引入課題] 最美媽媽吳菊萍的故事 ： 2011年7月2日下午1點(diǎn)半左右，杭州濱江區(qū)的聞濤社區(qū)的一處住宅小區(qū)內(nèi)，兩歲女孩突然從10樓高空墜落，眼看一出悲劇即將上演。剎那間，剛好路過(guò)的吳菊萍毫不猶豫沖過(guò)去，徒手抱接了一下女孩，自己的左臂瞬間被巨大的沖擊力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奮不顧身的這一接，女孩稚嫩的生命得救了。 同樣有著兩歲兒子的吳菊萍之后被人們稱為最美媽媽！ 多么驚險(xiǎn)的一幕，吳菊萍這種舍己救人的精神確實(shí)值得大家學(xué)習(xí)，如果2歲小女孩是從半米高的位置落到大人手中，小女孩會(huì)毫發(fā)無(wú)損，而從10層樓高的位置落下來(lái)后，為什么造成如此嚴(yán)重的后果？吳菊萍從觀察到動(dòng)手接住小女孩，允許她反應(yīng)的時(shí)間到底有多少？她又冒著多大的危險(xiǎn)去接小女孩的呢？ 生活中有許多這種落體現(xiàn)象。為了研究問(wèn)題的方便，我們今天只研究最簡(jiǎn)單、最理想的落體運(yùn)動(dòng)——自由落體運(yùn)動(dòng)。 [新課教學(xué)] 提問(wèn)：大家看見(jiàn)過(guò)落體運(yùn)動(dòng)嗎？ 樹(shù)葉的下落； 雨滴、雪花的下落； 蹦極時(shí)，人的下落； 工地上，從高處落下的磚頭和瓦片；等等。 提問(wèn)：你們仔細(xì)觀察過(guò)落體運(yùn)動(dòng)嗎？ 演示實(shí)驗(yàn)：小石頭和羽毛的下落。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小石頭下落的比羽毛快。 早在公元前4世紀(jì)，希臘哲學(xué)家亞里士多德通過(guò)觀察大量物體下落的現(xiàn)象，歸納出：物體越重，下落得越快。 提問(wèn)：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？ 同學(xué)們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究這個(gè)問(wèn)題，桌上有金屬片和紙片，利用它們?cè)O(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，做一做。對(duì)你看到的現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。 請(qǐng)一位同學(xué)到前邊來(lái)，介紹他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手做一做，其他同學(xué)注意觀察思考。 提問(wèn)：你們看到了什么？這個(gè)現(xiàn)象又說(shuō)明了什么？ 可見(jiàn)，重的物體不一定下落得快。顯然也不是輕的物體下落得快。物體下落的快慢不是由它們的輕重決定的。 16世紀(jì)末的伽利略，做了一個(gè)很有名的實(shí)驗(yàn)——斜塔實(shí)驗(yàn)（兩個(gè)鐵球同時(shí)落地），也就說(shuō)明了這一點(diǎn)，另外他還有有一個(gè)很巧妙的推理：假設(shè)“重的物體下落得快”是正確的，那么大石頭要比小石頭下落得快了。把兩塊石頭用繩拴在一起下落，大的就會(huì)被小的拖著減慢，整體比大的單獨(dú)下落要慢?？墒?，兩塊石頭加起來(lái)比那塊大的還重，由此我們得出的結(jié)論是：重的物體下落得反而慢。而前提是上面的假設(shè)?？梢?jiàn)，假設(shè)是錯(cuò)誤的。 提問(wèn)：可是，在現(xiàn)實(shí)生活中我們觀察到：物體確實(shí)下落得有快有慢。這是受什么因素的影響呢？ 在剛才的實(shí)驗(yàn)里，紙片變成紙團(tuán)，從受力分析的角度得出，空氣阻力的影響小了，受空氣阻力的影響。 提問(wèn)：如果沒(méi)有空氣阻力的影響，也就是在一個(gè)沒(méi)有空氣的空間里，物體下落的圖景是什么樣子呢？ 演示實(shí)驗(yàn)：牛頓管實(shí)驗(yàn) （1） 在沒(méi)有空氣的空間里，演示金屬片與羽毛的下落。 （2） 在有少部分空氣的空間里，演示金屬片與羽毛的下落。 （3） 在有大量空氣的空間里，演示金屬片與羽毛的下落。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： （1）筒內(nèi)沒(méi)有空氣時(shí)，金屬片和羽毛下落的快慢相同。他們的運(yùn)動(dòng)情況是相同的。 （2）筒內(nèi)有空氣后，金屬片和羽毛下落的快慢就不同了。 筒內(nèi)沒(méi)有空氣時(shí)，物體只受重力，這種物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 一、定義 物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫自由落體運(yùn)動(dòng) 要注意理解“自由”這兩個(gè)字：只受重力、初速度為零。 這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生。不過(guò)，在有空氣的空間里，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體運(yùn)動(dòng)。 實(shí)際物體的下落運(yùn)動(dòng)，受空氣阻力 ，如果空氣阻力的影響是次要因素，忽略次要因素，忽略空氣得阻力，抓住主要因素，認(rèn)為物體只受重力作用,由靜止下落，這樣物體的下落也可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。這種忽略次要因素，抓住主要因素的處理方法是物理學(xué)上常用的處理方法，稱之為理想化方法。 提問(wèn)：在剛才的演示實(shí)驗(yàn)中：小石塊的下落可不可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)呢？羽毛的下落可不可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)呢？ 到此為止，我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)有了正確的認(rèn)識(shí)：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。 可是，在歷史上，從公元前4世紀(jì)的亞里士多德到16世紀(jì)末的伽利略，在漫長(zhǎng)的時(shí)間里人們是在不斷地認(rèn)識(shí)落體運(yùn)動(dòng) 的。 亞里士多德是古希臘的圣人，恩格斯稱他是最博學(xué)的人。他的著作很多，對(duì)西方的哲學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展都有很大的影響。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(lái)很多是不恰當(dāng)?shù)?。但是，在兩千年前他能夠通過(guò)觀察、歸納，形成自己的一套理論體系，已經(jīng)很不簡(jiǎn)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。 接下來(lái)，我們繼續(xù)研究自由落體運(yùn)動(dòng)。 提問(wèn)：自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？ 演示實(shí)驗(yàn)：小球的下落 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： （1）從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) （2）運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快 （3）軌跡是直線 我們不難得出：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng)。 提問(wèn)：是初速度為零的勻 加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？ 這個(gè)問(wèn)題需要我們深入研究。在課堂上我們先來(lái)看一個(gè)摸擬實(shí)驗(yàn) ——用頻閃照片分析自由落體運(yùn)動(dòng) 介紹頻閃照相的原理。 頻閃照相是每隔相等的時(shí)間暴光一次，每暴光一次就把這一時(shí)刻物體所在的位置記錄下來(lái)，從而可以知道物體在相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移。 出示一張頻閃照相的數(shù)據(jù)，讓同學(xué)們分組進(jìn)行處理，讓每組的中心發(fā)言人總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 小結(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 二、性質(zhì) 是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們算一算，自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？ 提出重力加速度的定義。 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，也叫重力加速度，常用g表示。 （2）方向：豎直向下 下面列出了地球上不同緯度的地方重力加速度的值。 地 點(diǎn) 緯 度 重力加速(ms-2) 特 點(diǎn) 赤道 0 9.780 廣州 2306′ 9.788 武漢 3033′ 9.794 上海 3112′ 9.794 東京 3543′ 9.798 北京 3956′ 9.801 紐約 4040′ 9.803 莫斯科 5545′ 9.816 北極 90 9.832 小結(jié)：國(guó)際上取北緯45海平面上的重力加速度值作為標(biāo)準(zhǔn)值：即g=9.8m/s2。 （3）大?。篻=9.8 m/s2， 粗略的計(jì)算中，g=10 m/s2。 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，自由落體運(yùn)動(dòng)也適用，大家還記得勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律嗎？ 速度規(guī)律 Vt=V。+ a t 位移規(guī)律 S=V。t+at2 /2 速度位移規(guī)律 Vt2 - v2。=2aS 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。因此： 四、規(guī)律 速度規(guī)律 Vt=gt 位移規(guī)律 h=gt2 /2 位移規(guī)律 Vt2=2gh 練習(xí)1：這是新余九中的教學(xué)樓，共有六層，如果從六樓釋放一個(gè)小球，請(qǐng)你估算：從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起，它在1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)下落的位移分別是多少？ 接下來(lái)輕松一下，做一個(gè)小游戲。 這個(gè)小實(shí)驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)人反應(yīng)的靈敏程度。日常生活中，有時(shí)需要反應(yīng)靈敏，對(duì)戰(zhàn)士、司機(jī)、飛行員、運(yùn)動(dòng)員等尤其如此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某種情況時(shí)，能及時(shí)采取相應(yīng)行動(dòng)，戰(zhàn)勝對(duì)手，或避免危險(xiǎn)。人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。 提問(wèn)：你能根據(jù)我們今天學(xué)習(xí)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，測(cè)出你的反應(yīng)時(shí)間嗎？ 讀一讀（課本第38頁(yè)）這段材料。 提問(wèn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理、器材、怎么操作、怎么讀數(shù)、怎么計(jì)算出反應(yīng)時(shí)間。 提出：可以跟蹤檢測(cè)自己的反應(yīng)時(shí)間；檢測(cè)不同人群的反應(yīng)時(shí)間（性別、年齡、職業(yè)等）。研究采集到的數(shù)據(jù)，總結(jié)出反應(yīng)時(shí)間跟哪些因素有關(guān)？等等。 這就是一個(gè)研究性學(xué)習(xí)小課題，同學(xué)們可以在課外繼續(xù)研究。 練習(xí) 2： 小結(jié)：略 今天我們學(xué)習(xí)的課本第二章第八節(jié)的內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)們課后認(rèn)真閱讀課本上這一節(jié)的內(nèi)容，并完成練習(xí)八的（1）至（4）。 111