自由落体运动教案.doc

自由落体运动教案 教学设计 （一）自由落体运动 影响物体下落快慢的因素有哪些？ 学生实验1：铁片和大纸片，由同高度同时下落 学生实验2：大纸片和小纸片，且小纸片揉成团，由同高度同时下落 学生通过分组实验观察进而对原有的观念产生质疑， 猜想：下落快慢不同可能是由于空气阻力的影响 问题导学：若没有空气阻力的影响，物体仅受重力作用时，轻重不同的物 体下落快慢如何？ 教师演示：牛顿管实验 演示：管内空气近似抽空时，轻重物体下落的快慢？ 演示：管内充满空气时，轻重物体下落的快慢？ 学生通过对比观察证实猜想：真空时不同物体下落快慢相同， 下落快慢不同是由于空气阻力的影响。 引入自由落体运动的概念 物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。 特点：a、初速度为零 b、只受重力 （说明“自由落体运动”是理想化模型，实际生活中在重力比阻力大得多的情况下，可以忽略阻力的影响。使学生了解突出主要因素，忽略 次要因素的哲学思想。） （二）自由落体运动的性质 自由落体运动是一种什么样的运动？ 学生猜想：“自由落体运动”可能是匀加速直线运动 问题导学：怎么证明你的猜想？ 学生：根据实验 问题导学：自由下落很快，怎样抓住它运动的轨迹？ 验证：自由落体运动的频闪相片 重物自由下落时用打点记时器打出的纸带 学生进行分组实验，测量数据。 学生对数据进行处理和分析 教师引导：假设自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，则可以用哪些方法证明呢？ 学生回答： A、连续相等时间的位移差X=aT2 B、初速度为零的匀加速直线运动从零时刻起，在连续相等时间内的位移之比等于（X1X2X3?=135?） C、初速度为零的匀加速直线运动从零时刻起，在ts内、2ts内、3ts内?的位移之比等于（XXX?=12232?） D、位移与时间关系X=at2/2，建立X-t2图象，看位移与时间成正比关系。 E、根据一段时间的平均速度等于这段时间中点的瞬时速度，计算各点速度大小，再由V=at,看速度与时间是否是正比的关系? 同学根据刚才提出的方案，判断自由落体运动是否是初速度为零的匀加速直线运动。经数据验证，假设成立。此时要充分发挥学生学习自主性、积极性，让学生自己讨论、分析得出结论，使学生真正成为课堂的主题。掀起课堂气氛的第二个高潮。 （三）自由落体加速度 问题导学：重锤和木块自由下落时的加速度是否相同？ 教师引导学生:由牛顿管实验所知的，不同物体在仅受重力作用时的下落快慢相同，既而得出不同物体下落时具有相同的重力加速度g 1在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同；方向：竖直向下。让学生阅读书中“自由落体加速度”部分，得出： 2地球上不同地方，重力加速度不同，从赤道到两极，重力加速度逐 渐增大， 自由落体运动教学案例 教材分析】 “自由落体运动”选自人教版高一物理第二章“匀变速直线运动的研究”的第四节，在学生认识了匀变速直线运动，掌握了匀变速直线运动的规律之后，课本把该节放在本章的最后一节，把自由落体运动作为初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这样有利于学生利用已有的知识形成新的知识结构，避免死记公式。自由落体运动作为一种最基本的运动形式，与后续的牛顿运动定律，做直线、曲线运动的条件以及机械能守恒定律等内容相关联，必须对其特点和规律有深刻认识。 【学情分析】 1.学生在刚学完匀变速直线运动的规律后，急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，而对自由落体运动的研究，恰恰适应了学生的这一要求，在本节课的学习中，要让学生的认识有进一步的提高. 2.本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识. 【设计理念】 本节课从生活实践出发，结合学生在实际生活中的观察，在课堂教学上首先通过落体运动视频，给学生以直观的感受，创设学习的良好情景；通过“测反应时间”的游戏，教师引导学生观察、思考，目的是激发学生探究的兴趣、活跃课堂的气氛。再通过电脑动画设计科学的模拟出落体运动的情景，教师提示，让学生思考、讨论，先让学生得出自己的结论后，初步了解自由落体运动，并通过对两位科学家对自由落体运动的研究，结合伽利略的理想实验，得出自由落体运动的特点。接着，通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练，让学生初步接受自由落体运动的规律，最后，在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后，通过回扣课堂游戏，使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。 【教学目标】 1.知识与技能： (1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。 (2)理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。 2.过程与方法： （1）通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点。培养学生观察，分析能力。 （2）利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。 3.情感态度价值观： （1）培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。 （2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。 【教学模式】 设置情景，实验探究。 【教学重点】 1物体自由下落的快慢和所受重力无关 2自由落体运动的特点和规律 【教学难点】 自由落体运动的特点 【教学过程设计】 （一）课题引入 媒体片头播放落体运动情景（伴有背景音乐） 设计意图：教师在课堂教学过程中，有意识地创设情境，激发学生的学习兴趣和求知欲望。 1、活动设计 课前设计好“测时间反应尺” 师：“一般刻度尺是用来测量什么的” 生：一般是用来测量长度的。 师：“老师手中的这把尺很神奇，它不仅能测量长度，还能测量时间，并且能测出同学们的大脑反应时间，谁想知道自己的大脑反应时间是多少？可以用我这把尺来测量。” 选几个学生上来测反应时间，比比谁的反应时间快。这样可以调动学生的积极参与。 设计意图：目的是通过这一活动产生“惊奇”效果，激发学生探究的兴趣，活跃课堂气氛。 2、引入课题 同学们一定想知道这把尺为什么能测出你的反应时间，它的奥妙与我们今天所要认识和研究的一种运动密切相关。 3、播放电脑动画 （1）石头从空中落下来。 （2）雨滴从屋檐下落。 引问：观察并指出以上画面情景中物体相似的运动特点。 教师在学生表述的基础上提出问题：画面中的物体都做竖直下落运动，这类下落的运动称为落体运动，这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。 设计意图：从生活情景中构建物理情景，以培养学生在生活中联系物理的习惯。 （二）落体运动的思考： 提出问题： 落体运动的快慢与什么因素有关？ 提问：以经验来看是否重的物体一定下落得快。 设计意图：培养学生思考问题、分析问题的能力 （三）实验与探究 设计学生实验1：纸片和硬币从相同的高度同时下落，看谁下落的快？ 学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币要比轻的纸片下落的快。教师演示牛顿管实验，让学生再次验证自己的结论。 师：两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德也持有这一观点，在人类还处于懵懂时期的时候，亚里士多德就对这一现象作出研究，这本身就值得我们尊敬。但这个观点是否正确呢？我们还是通过实验来验证。 2、自由落体运动的特点和规律 3、自由落体加速度 （五）作业 47页第3、4题。 设计意图：课后独立完成，培养学生应用能力。 【“自由落体运动”教学案例设计流程图】 【板书设计】 第三节自由落体运动 1、自由落体运动 物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。 2、自由落体运动的特点 初速度为零的匀加速直线运动。 3、自由落体运动的规律 4、自由落体加速度 【教后反思】 1、在物理教学中，使学生养成良好的学习习惯、打好基础、培养能力和教师加强必要的指导，是促进知识顺利迁移所不可少的前提。所以教师在采用行之有效的教法、认真研究学生的学法，进行物理教学改革的同时，认真学习知识迁移规律，并考虑影响知识迁移的各种因素，定能提高教学效果。 2、新课程强调学习方式的改变，倡导以“主动、探究、合作”为主要特征的学习方式。 3、“实验启发式”综合教学模式是我们学科的老师在教学实践中总结出来的模式，已在实践中收到一定效果，当然也有待在具体的教学实践中不断地完善，使之变得更科学。 4、本节课探究自由落体运动的规律，从历史上的研究过程入手，所以本节课的思路比较开阔，转折比较多，教师在教学过程中应注意内容的衔接。 5、本节课的演示实验比较多，做好演示实验，有利于帮助学生理解自由落体运动的特点，在本节课的教学中，这一点尤为重要。 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：xx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 在没有空气的空间里，演示金属片与羽毛的下落。 在有少部分空气的空间里，演示金属片与羽毛的下落。 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09.780广州23069.788?武汉30339.794?上海31129.794?东京3543