自由落体运动教学设计 (2)

自由落体运动教学设计自由落体运动教学设计 引入引入 自由落体运动作为一种特殊的匀变速直线运动 是高中物理教学的重要知识点 该知 识点不仅仅是对匀变速直线运动特例的深入研究 更渗透着近代物理学先驱 伽利略理 想化模型研究方法的物理思想 在教学过程中 应该顺着伽利略研究自由落体运动的物理 思想 引导学生在已学的匀变速直线运动知识来思考 并最终得出自由落体运动的特性 使学生在探究过程中领会物理规律的探究方法 为后面牛顿定律等一系列重要物理定律打 下良好的学习基础 本课程教学设计 一方面要解决如何引入和分析课题 另一方面是如何使用打点计时 器来探究自由落体运动规律并得出结论 前者是引发学生思考的关键 也是进入物理探究 方法的关键 后者是课堂的主要内容 两者紧密结合开展教学 以期达到本课的教学目的 教学重点教学重点 自由落体运动规律 教学难点教学难点 自由落体运动规律的得出 课时安排课时安排 1 2 课时 三维目标三维目标 知识与技能 理解自由落体运动的条件和性质 掌握重力加速度的概念 掌握自由落体运动的规律 能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题 过程与方法 培养学生的观察能力和逻辑推理能力 培养学生科学研究态度和科学探究方法 使其了解研究自然规律的科学方法 培养探 求新知识的能力 通过对自由落体运动规律的应用 加深学生对匀变速直线运动的理解 提高学生对匀变速直线运动内容的解题能力 情感态度与价值观 充分利用生活现象和演示实验 再配以多媒体辅助教学手段和课本中的小实验 让学 生积极参与课堂活动 设疑 探究 解疑 做到师生互动 情理交融 使学生始终处 于积极探求知识最佳学习心理状态 利用课后的阅读材料 介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究 使学生 体会到科学探索的艰辛 挖掘德育教育的素材 课前准备课前准备 纸张 若干 硬币 牛顿管 铁架台 打点计时器 纸带 直尺 多媒体课件 教学过程教学过程 导入新课导入新课 教师两手各拿一枚硬币和一张纸片 从相同高度同时释放两物体 师 大家可以观察到 硬币比纸片先落地 这样看来重的物体应该比轻的物体落地更快 教师再拿出两张一样的纸片 师 这是两张一样重的纸片 它们的下落速度会一样吗 生 一样 教师在同一高度同时释放纸片 纸片同时缓缓落地 师 没错 如果我把其中一张纸片揉成纸团 大家觉得还会同时落地吗 生 会 不会 不知道 教师在同一高度同时释放纸片和纸团 纸团先落地 师 它们同时落地了吗 生 不纸团先落地 师 现在 我换一张小一些的纸片 揉成纸团 大家觉得是小纸团先落地还是大纸片先 落 地 生 纸团 纸片 教师在同一高度同时释放纸片和纸团 纸团先落地 生 纸团先落地 师 很好 这样看来 物体落地速度好像跟轻重没关系 到底物体落地速度的大小跟什 么 有关呢 这节课我们一起来研究这个问题 进入新课进入新课 一 自由落体运动 牛顿管实验 师 这是一根牛顿管 里面装着一小块金属片和一根羽毛 跟我们刚才小实验不同的是 管里的空气都被抽走了 处于真空的状态 大家一起观察 它们谁先落到底部 教师倒置牛顿管 金属片和羽毛缓缓飘下 速度一样 同时落到底部 生 同时落到底部 师 很好 现在我打开这个进气阀 让空气一点一点地进去 大家注意仔细观察 教师打开进气阀 注意只放入少量空气 关闭进气阀 倒置牛顿管 金属片比羽毛稍 快落到底部 再放入少量空气 差别更明显 最后放满空气 金属片完全比羽毛快落到底 部 师 大家发现什么了 生 管里面空气越多 金属片比羽毛下落得越快 师 恭喜大家跟近代物理学的先驱伽利略得出同样的结论 教师进一步解释 物体下落的快慢只受到空气阻力的影响 只在重力的作用下 轻重 不同的物体下落速度相同 教师在此简要介绍伽利略对自由落体运动的研究 师 我们把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 此处给出定义 是建立在实验中加深了概念理解 学生更容易接受自由落体的概念 形象明了 便于记忆 实验探究实验探究 师 在刚刚的几个小实验中 大家发现物体下落的速度变化如何 生 物体下落速度越来越快 师 大家真是好眼力 物体下落越来越快 这跟我们前面学到的什么运动相似呢 生 匀变速直线运动 师 GOOD 前面我们用打点计时器研究了匀变速直线运动 现在 我们也一起用这种 方 法来研究自由落体运动的规律 教师拿出准备好的铁架台 已连接打点计时器 节省不必要的课堂时间浪费 和重物 穿好纸带 放置到所有学生都能看到的地方 师 相信大家对这些实验装置已经不陌生了 注意打点计时器的安装要使两限位孔在同 一 条竖直直线上 以减少摩擦阻力 现在我用手托重物把纸带穿过打点计时器 拉到 最 上端 打开电源开关 释放纸带 关闭电源 然后我们一起来分析纸带 边说边操作 注意操作的正确性和步骤 有利于加深学生正确使用实验仪器的方法 取出纸条放在投影仪上与学生一起分析 预先准备效果较好的纸带 以防现场做出的纸带不符合要求 减少不必要重复实验的 时间 主要是演示操作和分析纸带 无需过多的重复性操作 记录下相关数据 课件提出问题 自由落体的运动轨迹怎样 物体速度有无变化 相邻间隔的位移差怎样 影响实验精确程度的因素有哪些 学生讨论 并示意提问 参考答案 自由落体的运动轨迹是一条直线 速度方向不变 速度的大小发生变化 具有加速度 相邻间隔的位移差相等 影响实验精确程度的因素主要是阻力 导出规律导出规律 板书 自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动 师 不同的物体从相同高度由静止落下 它们的运动状态会有什么不同吗 生 从相同高度由静止落下 时间是相同的 由 v0相等 时间 t 相同 下落的高度 h 相 等 由 h at2 所以不同的物体的加速度是相同的 和物体的质量没有关系 物体做 2 1 的 是初速度等于零的 加速度相同的匀加速直线运动 二 自由落体加速度 不同重力的物体 下落的加速度相同 师 那么物体下落的加速度又该是多少呢 教师出示自由落体闪光照片 图 2 5 7 测定重力加速度闪光照片 求出加速度的值 再介绍精确实验测定的北京 北极 赤道的重力加速度值 并给出 一般取值 重力加速度 g 9 8 m s2 师 在地球上不同地点的加速度值大小有所不同 请同学们看下面的 g 值表 一些地点的重力加速度 g m s 2 标准值 g 9 806 65 m s2 地点 纬度 重力加速度 赤道 0 9 780 广州 23 06 9 788 武汉 30 33 9 794 上海 31 12 9 794 东京 35 43 9 798 北京 39 56 9 801 纽约 40 40 9 803 莫斯科 55 45 9 816 师 通过观察 g 值表大家有没有发现什么规律呢 生 地球上不同的地方重力加速度的值大小不一样 一般随着纬度的增加而增大 赤道 处 g 值较小 两极 g 值较大 师 加速度是矢量 那么它的方向如何呢 生 应该沿着物体的运动方向 即加速度的方向竖直向下 师 我国北京的重力加速度是 9 801 m s2 一般取值为 g 9 8 m s2 在粗略计算中 还 可以把 g 取作 10 m s2 由初速度为零的匀变速直线运动公式得 v t 图 图 2 5 8 这种运动只有在没有空气的空间里才能发生 在有空气的空间里 如果物体下落过程 中所受空气阻力的作用比较小 可以忽略不计 它的运动也可以当作自由落体运动 自由落体运动的规律 vt v0 at vt gt s v0 at2 s gt2 2 1 2 1 vt2 v02 2as vt2 2gh 课堂训练课堂训练 例题 某人要测一座楼的高度 他从楼顶上静止释放一个小石块 测得石块从释放到 落地的时间是 3 0 s 问楼有多高 解析 石块做自由落体运动 由自由落体计算式得 H gt2 9 8 32 m 44 1 m 2 1 2 1 从这道题的解题中可以看到自由落体运动规体的应用 它把长度测量的问题变换为时 间测量的问题