2019-2020年高中物理 2.2 自由落体运动教案 粤教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 2.2 自由落体运动教案 粤教版必修1一、教材分析自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度。由于学生受日常经验的影响，对重的物体下落快，轻的物体下落慢的印象很深，所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发，通过实验逐步提出问题（设疑），让学生自己探究（解疑），得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。二、教学目标1、知识与能力（1）理解自由落体运动，理解是重力加速度，（2）掌握自由落体运动的规律，（3）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。2、过程与方法通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。3、情感态度和世界观感受前人（亚里士多德）崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。先通过观察生活中的一些现象和提出亚里士多德的理论和设疑“重物体比轻物体下落快吗?”，让学生通过分组实验及演示实验（牛顿管）解疑，理解什么是自由落体运动，明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。接着引导学生探究“自由落体运动是一种怎样的运动呢？”，通过分组实验对自由落体运动进行研究，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。再提出“你能求出自由落体运动的加速度吗?”，引导学生去研究，从而圆满解决问题。四、教学准备(1)牛顿管、抽气机；(2) 10套：纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、海绵垫、接线板；长刻度尺。 五教学过程回顾学过的知识：+ 引入新课：在日常生活中，我们会看到这种现象：把小石头和树叶举到相同高度，石头的重量比树叶重，同时由静止开始释放。观察哪个先落地？（演示：石头和树叶）观察结果：石头先落地类似的现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。在我们今天看来，他这个说法是否正确呢？提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？（课后有伽利略的推论）我们可以通过实验研究这个问题，桌上有两张纸片（同种材料，质量不同）观察掉落在桌面的情况：1. 两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。2. 把质量小的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。（让学生自己试一试）我们通过观察这个现象说明了什么？可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？（学生：受空气阻力的影响）我们的神州六号飞船返回时，为了安全的降落，一定的高度要打开降落伞来减速，利用的空气的阻力。正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。同学们想想看，如果没有空气阻力的影响，也就是在一个没有空气的空间里，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？（演示牛顿管）看，这是一根玻璃管，管中的空气已经用抽气机抽掉了，里边有一个金属片和羽毛，观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。（观察实验）定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。要注意理解“自由”这两个字：只受重力、初速度为零。结合上面的实验我们一起总结下，小结：如果没有了空气阻力，不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过，在存在空气的空间里，如果空气阻力的影响很小，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人。限于当时科技发展的水平，他在物理方面的论述，今天看来很多是不恰当的。但是，在两千年前他能够通过观察、归纳，形成自己的一套理论体系，已经很不简单了。我们应该正确评价他在科学发展史上的地位。我们知道了什么是自由落体运动，下面我们继续深入的分析这种运动。（演示实验：将点火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用夹子夹住纸带上方，使重物静止在靠近计时器的下方，然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列小点，那么这些点记录了重物的运动情况。）下面大家结合学案来分析下纸带。提问：轨迹为直线还是曲线？ 答：轨迹为一条直线，物体作直线运动。提问：是匀速直线运动吗？答：在连续相等的时间内通过的位移不相等，逐渐的增大，所以是加速直线运动。提问：是匀加速吗？是如何判断出来的？（提示：回忆前面学过的匀变速直线运动规律：连续相等的时间内，物体通过的位移之差为定值。这是一个判断公式，已知的=0.02秒，见学案表格。）答：可以测出连续相等的时间内，物体通过的位移之差为定值（在误差允许的范围内）。则物体做匀变速直线运动。我们一起总结一下：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。提问：能求出自由落体运动的加速度吗?（同样根据上面的公式，我们对自由落体运动的加速度进行计算一下，大家选取不同的时间间隔来读取数据，见学案表格）通过多次测量计算：（1）我们通常用g来表示自由落体加速度，也叫重力加速度，数值近似为9.8，重力加速度的方向总是竖直向下的。在实验中，如果要获得更精确的数据，还可以用频闪照相来测量。（看到课本37面的表格，从表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，纬度越高数值越大，越靠近赤道数值越小。）（2）地球上不同的地方，g取值不同。从赤道到两极，g逐渐增大。同一地点g值相同。（3）既然自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，那么其运动规律与一般规律类似： 不同的物体在同一地点，从相同高度同时自由下落的物体，同时到达地面，根据，则它们的加速度是相同的。应用：1：大家看到课后的测定反应时间小实验。2：测量物体从一定高度的楼房掉下，已知落地时的速度，求高度和下落时间。附录：学 案一 认识什么是自由落体。二 探究自由落体运动特点，通过分析纸带，思考下列问题：1 纸带上的点是在一条直线上还是一条曲线上？2 重锤是在作匀速直线运动吗？3 是加速还是减速运动？4 是匀加速运动吗？我们怎样去判断呢？ 我们可以通过测量在连续相等的时间间隔内，物体通过的位移之差是否为一个定值。若为定值，则是匀变速直线运动。（见表一）表一：点相邻计数点间的位移S位移之差01=-=2=-=3=-=4 =-=5=5 既然是匀加速直线运动，那它的加速度是多少呢？我们还可以利用位移之差，求出加速度a。其中=0.02秒，下面我们动手计算一下：a= .三 试着写出自由落体运动的规律：教学步骤 一、导入新课 1、复习：什么是匀变速直线运动，其速度公式、位移公式分别是什么？ 2、导入：同学们，我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体落得快，物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢？我们这节课就来研究这个问题。 二、新课教学 实验：让一个纸袋与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？ 学生：钢球落得快。 老师：对，这就是我们的生活经验，这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的xx多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗？伽利略做过大量的由静止下落的实验，并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料，伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误，他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两铁球同时下落，结果两铁球几乎同时落地。 且再看实验：把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落，同学再观察： 学生：几乎同时落地。 师：同一个纸袋，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢？ 学生：这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。 老师：如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，和伽利略的结论一样吗？ 演示：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。 学生：同时落下。 演示：把小钢球装进纸袋，与另一个小钢球同时下落。 现象：同时落地。 老师：这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论，给其下一个定义。 学生回答： 在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略的条件下，物体从静止竖直下落。 1、自由落体运动 板书：自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。 2、自由落体运动的加速度 距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出：自由落是初速度为零的匀加速直线运动。 后来人们采用先进的实验手段测得：一切物体的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示 同学们请阅读材料P37页内容，能得到什么知识？ 总结：地球上不同的纬度、g值不同。其方向为竖直向下。通常的计算，g值取9.8m/s2，粗略计算：g=10m/s2 3、自由落体运动的规律因为自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。学生推导得出： （1）甲物体的质量是乙物体质量的2倍，甲从H米高处自由落下，乙从2H米高处与甲同时自由下落，下面说法中正确的是： A：两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的速度大。 B：下落过程中，下落1s末时，它们速度相同。 C：下落过程中，各自下落1m时，它们的速度相同。 D：下落过程中，甲的加速度比乙的大。 （2）做自由落体运动的物体第n秒通过的位移比第1秒内通过的位移多少米？g10 三、小结 自由落体运动的条件；自由落体运动就是初速度为零的匀变速直线运动，运动规律的三个公式。