高一物理 2.5《自由落体运动》教案

1112.5自由落体运动教学目标1、知识目标：学习自由落体运动、理解自由落体加速度，掌握自由落体运动的规律。2、能力目标：培养学生在实验探索中进行研究性学习，体验学生间的交流合作。3、情感目标：让学生受到见义勇为的思想教育和集体观念教育。教学重点理解不同物体做自由落体运动的加速度都相同。教学难点从实验中得出自由落体运动的特点及其运动性质。教学方式 讲解、演示、师生互动、对比归纳。教学仪器 金属片，纸片；牛顿管，抽气机；重物，直尺。教学过程 引入课题 最美妈妈吴菊萍的故事 ： 2011年7月2日下午1点半左右，杭州滨江区的闻涛社区的一处住宅小区内，两岁女孩突然从10楼高空坠落，眼看一出悲剧即将上演。刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手抱接了一下女孩，自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩的生命得救了。 同样有着两岁儿子的吴菊萍之后被人们称为最美妈妈！ 多么惊险的一幕，吴菊萍这种舍己救人的精神确实值得大家学习，如果2岁小女孩是从半米高的位置落到大人手中，小女孩会毫发无损，而从10层楼高的位置落下来后，为什么造成如此严重的后果？吴菊萍从观察到动手接住小女孩，允许她反应的时间到底有多少？她又冒着多大的危险去接小女孩的呢？ 生活中有许多这种落体现象。为了研究问题的方便，我们今天只研究最简单、最理想的落体运动自由落体运动。新课教学提问：大家看见过落体运动吗？树叶的下落；雨滴、雪花的下落；蹦极时，人的下落；工地上，从高处落下的砖头和瓦片；等等。提问：你们仔细观察过落体运动吗？演示实验：小石头和羽毛的下落。实验现象：小石头下落的比羽毛快。早在公元前4世纪，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。提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？同学们可以通过实验研究这个问题，桌上有金属片和纸片，利用它们设计小实验，做一做。对你看到的现象进行说明。请一位同学到前边来，介绍他设计的实验方案，动手做一做，其他同学注意观察思考。提问：你们看到了什么？这个现象又说明了什么？可见，重的物体不一定下落得快。显然也不是轻的物体下落得快。物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。16世纪末的伽利略，做了一个很有名的实验斜塔实验（两个铁球同时落地），也就说明了这一点，另外他还有有一个很巧妙的推理：假设“重的物体下落得快”是正确的，那么大石头要比小石头下落得快了。把两块石头用绳拴在一起下落，大的就会被小的拖着减慢，整体比大的单独下落要慢。可是，两块石头加起来比那块大的还重，由此我们得出的结论是：重的物体下落得反而慢。而前提是上面的假设。可见，假设是错误的。提问：可是，在现实生活中我们观察到：物体确实下落得有快有慢。这是受什么因素的影响呢？在刚才的实验里，纸片变成纸团，从受力分析的角度得出，空气阻力的影响小了，受空气阻力的影响。提问：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，物体下落的图景是什么样子呢？演示实验：牛顿管实验（1） 在没有空气的空间里，演示金属片与羽毛的下落。（2） 在有少部分空气的空间里，演示金属片与羽毛的下落。（3） 在有大量空气的空间里，演示金属片与羽毛的下落。实验现象：（1）筒内没有空气时，金属片和羽毛下落的快慢相同。他们的运动情况是相同的。（2）筒内有空气后，金属片和羽毛下落的快慢就不同了。筒内没有空气时，物体只受重力，这种物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。一、定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫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。这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过，在有空气的空间里，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。实际物体的下落运动，受空气阻力 ，如果空气阻力的影响是次要因素，忽略次要因素，忽略空气得阻力，抓住主要因素，认为物体只受重力作用,由静止下落，这样物体的下落也可以近似看作自由落体运动。这种忽略次要因素，抓住主要因素的处理方法是物理学上常用的处理方法，称之为理想化方法。提问：在刚才的演示实验中：小石块的下落可不可以看成是自由落体运动呢？羽毛的下落可不可以看成是自由落体运动呢？到此为止，我们对自由落体运动有了正确的认识：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。可是，在历史上，从公元前4世纪的亚里士多德到16世纪末的伽利略，在漫长的时间里人们是在不断地认识落体运动 的。亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人。他的著作很多，对西方的哲学和自然科学的发展都有很大的影响。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。接下来，我们继续研究自由落体运动。提问：自由落体运动是什么性质的运动呢？演示实验：小球的下落实验现象：（1）从静止开始运动（2）运动得越来越快（3）轨迹是直线我们不难得出：自由落体运动是初速度为零的加速直线运动。提问：是初速度为零的匀 加速直线运动吗？这个问题需要我们深入研究。在课堂上我们先来看一个摸拟实验用频闪照片分析自由落体运动介绍频闪照相的原理。 频闪照相是每隔相等的时间暴光一次，每暴光一次就把这一时刻物体所在的位置记录下来，从而可以知道物体在相等的时间间隔内物体的位移。出示一张频闪照相的数据，让同学们分组进行处理，让每组的中心发言人总结出实验结论。小结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。二、性质是初速度为零的匀加速直线运动。提问：请同学们算一算，自由落体运动的加速度是多少？提出重力加速度的定义。三、自由落体加速度 （1）定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，常用g表示。 （2）方向：竖直向下下面列出了地球上不同纬度的地方重力加速度的值。地 点 纬 度重力加速(ms-2)特 点 赤道 0 9.780 广州2306 9.788 武汉3033 9.794 上海3112 9.794 东京3543 9.798 北京3956 9.801 纽约4040 9.803 莫斯科5545 9.816 北极90 9.832 小结：国际上取北纬45海平面上的重力加速度值作为标准值：即g=9.8m/s2。 （3）大小：g=9.8 m/s2， 粗略的计算中，g=10 m/s2。 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，因此匀加速直线运动的规律，自由落体运动也适用，大家还记得匀加速直线运动的规律吗？速度规律 Vt=V。+ a t 位移规律 S=V。t+at2 /2速度位移规律 Vt2 - v2。=2aS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。因此：四、规律速度规律 Vt=gt位移规律 h=gt2 /2位移规律 Vt2=2gh练习1：这是新余九中的教学楼，共有六层，如果从六楼释放一个小球，请你估算：从开始运动起，它在1s内、2s内、3s内下落的位移分别是多少？ 接下来轻松一下，做一个小游戏。这个小实验能检验人反应的灵敏程度。日常生活中，有时需要反应灵敏，对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此，当发现某种情况时，能及时采取相应行动，战胜对手，或避免危险。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。提问：你能根据我们今天学习的知识，设计一个小实验，测出你的反应时间吗？读一读（课本第38页）这段材料。提问：这个实验的原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。提出：可以跟踪检测自己的反应时间；检测不同人群的反应时间（性别、年龄、职业等）。研究采集到的数据，总结出反应时间跟哪些因素有关？等等。这就是一个研究性学习小课题，同学们可以在课外继续研究。练习 2：小结：略今天我们学习的课本第二章第八节的内容，请同学们课后认真阅读课本上这一节的内容，并完成练习八的（1）至（4）。 111