必修一22自由落体运动教案.doc

人教新课标版高一物理必修1 2.4第四节自由落体运动教案1、知识目标：（1）使学生知道什么是自由落体运动，理解自由落体运动的条件和特征，掌握重力加速度的概念；（2）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。2、能力目标：（1）培养学生的观察能力、逻辑推理能力和实验设计能力；（2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；教学重点：自由落体运动的特征和规律教学难点：研究自由落体运动的特征实验教具和多媒体课件：等大的薄纸片和厚纸板、牛顿管、打点计时器、交流电源、重物、纸带、直尺、多媒体课件等教学过程：一、复习提问前面我们学习了变速直线运动以及它的运动规律。下面我们一齐来回顾匀变速直线运动的有关知识。问题一：初速度为零的匀加速直线运动的物体，在连续相等时间T内的位移之比?s1:s2:s3:=1:3:5问题二：在匀变速直线运动中，某一段时间内中间时刻的即时速度如何表示?等于这段时间内的平均速度(v中=v平均)二、提出课题举例：失手掉落的杯子，雨滴，雪花，冰雹等，为什么进入工地要戴安全帽？上面会落下砖头，这都是落体运动，但是他们的运动有所不同。1、演示实验一：这里有两块等大的硬纸片和薄纸片，让这两个物体在同一高度静止下落。问：我们刚刚看到什么现象？（看到硬纸片比薄纸片下落得快）。为什么铁块比纸片下落得块？（硬纸片重一些）其实早在两千多年前，希腊得哲学家亚里士多德就提出了“物体越重，下落得越快”的观点。2、演示实验二：把薄纸片团成小团，让这两个纸片在同一高度静止下落。问：我们刚刚看到什么现象？（看到纸团比纸片下落得快，轻的物体可以比重的物体下落的快）。让学生举出轻的的物体下落的快的例子。同时学生可以自己做不同物体下落快慢的实验。介绍亚里士多德和伽利略的两种不同的观点。提问：是什么原因使物体的下落运动如此的复杂？（空气的阻力）3、演示实验三：一个玻璃管，里面有块铁片、一块软木和一根羽毛。我们来比较这三个物体下落的快慢。（拿着玻璃管走到学生当中去，将水平放置的玻璃管迅速转过90度成竖直放置状态，让同学门观察三个物体的下落情况，重复该实验三次）在这个实验中，我们看到什么？（三个物体下落快慢相同）为什么这时侯的铁片和羽毛下落快慢相同呢？为什么刚才实验中铁块和羽毛下落快慢相同？（没有空气的阻力）原来刚才玻璃管里面是没有空气存在，铁块、软木和羽毛三个物体只在重力的作用下从静止下落，它们下落的快慢是相同的，与物体的重量无关。而较轻的羽毛在下落过程中受到空气阻力的影响很大，所以羽毛下落的慢一些。（我们研究一个复杂的问题，可以从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深地推入）3、定义自由落体运动：我们把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。4、提出课题：我们这节课就研究自由落体运动。（板书：自由落体运动：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。）过渡：下面我们一起来研究自由落体运动的特点和规律。三、研究过程1、猜想：下面我们一起来研究自由落体运动的特点和规律：我们通过前面的实验观察，可以猜想自由落体运动是一个什么运动？猜想：（观察可以看到初速度为零，速度增加，但是加速度如何？）2、验证方法设想：大家想一下，可以通过什么方法来证实我们的猜想是正确的？大家想一想还有其他什么方法能够把做物体自由落体运动的位置和相应的时刻记录下来？同学们可以回顾前面我们是用什么实验器材来研究匀变速直线运动的？（打点计时器和纸带）3、实验设计：现在实验室提供下列器材：打点计时器、交流电源、重物、纸带、直尺。请同学们利用这些器材设计实验来研究自由落体运动是否是匀加速直线运动，以证实我们的猜想。（1）实验方案设计：研究重物自由下落的运动情况，按照下图所示的装置，用打点计时器来做实验。接通电源，松开纸带，让重物拖着纸带自由下落；纸带上打下一列小点，相应的表示重物在不同的时刻的位置。用这条打了点的纸带来研究重物自由下落的运动情况。（2）数据采集先来看怎样获得相关的数据（数据采集）、确定计数点（如下图所示）；、用尺量出相邻计数点之间的距离（记为S1、S2、S3S6），、计算两计数点的时间间隔t=0.02秒（3）数据处理证明自由落体运动是否为匀加速直线运动：方法一、利用做初速为零的匀加速直线运动的物体，在连续相等时间T内的位移之比：s1:s2:s3=1:3:5的结论。方法二、在匀变速直线运动中，某一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的即时速度。利用Vt图象来分析研究自由落体运动。方法三、利用做匀变速直线运动的物体，在连续相等时间T内： s1= s2= aT2 的结论。（4）实验过程中应注意的问题：整个实验方案已经设计出来，在正式做实验之前，我们一起来考虑实验中应注意的哪一些问题。、安装实验仪器时应使打点计时器和纸带处于竖直平面内；、实验操作时，应先接通电源（交流6V），再让重物拉着纸带由静止下落；、确定计数点时，从第1点开始，选取适当的间隔，保证有6组相邻距离的数据。学生分组实验，测量计算并得出结论。四、研究结论1、分析比较：求比值或者看Vt图像2、总结归纳，得出研究结论：总结归纳出自由落体运动有哪些特点和运动规律？（1）自由落体运动的特点：自由落体运动的特点：初速度为零、匀加度、直线运动。加速度为g=9.8米/秒2，也叫做重力加速度 (gravitational acceleration) 。重力加速度都相同（g=9.8m/s2）我们看课本46页的一个表格，表格中列有9个不同纬度的地点的重力加速度的数值。其中广州为9.788m/s2，由这表格可以看到在同一地点的重力加速度是相同的。（为什么？，我们一开始做的铁块和羽毛同时下落的实验可以说明这个问题，两个物体由同样高度静止下落，同时达到地面，它们的运动是完全相同的，即有相同的加速度）（2）自由落体运动的运动规律：（自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以它具有匀速直线运动的规律，同时它也有自己特殊的运动规律）速度与时间的关系 v= g t位移和时间的关系过渡：我们通过实验研究总结出自由落体运动的特征和规律，下面我们运用这些规律来解决一些具体的问题。五、课堂练习1、一个物体作自由落体运动，在下落了20m时，共经过了多少时间？(g10m/s2)解:有自由落体运动的规律可得：所以下落得时间：2、一个质点从静止开始下落，经1s落到地面，则刚开始下落时，物体距地面的高度是（g9.8m/s2）（ ）A、9.8m B、4m C、4.9m D、8m六、课堂小结：1、在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方式。从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深地推入，从而得出了一种运动形式自由落体运动，这种理想化的方式，在今后我们学习物理中经常要用到。2、判断匀变速直线运动的方法： 看初速度为零的直线运动的物体，在连续相等时间T内的位移之比 是否为s1:s2:s3:=1:3:5 看V-t图像是否是一条直线。七、布置作业：课后练习2、3、4参考资料：人教版高一新教材及教师参考书。数据比值实验数据记录表格实验结论：自由落体运动是_运动数据比值实验数据记录表格实验结论：自由落体运动是_运动数据比值实验数据记录表格实验结论：自由落体运动是_运动关于本节的课堂说明1、 开始的提问是为了以后的验证自由落体运动做准备的。2、 该节课的关键是学生做好试验，同时教师要指导学生做好试验数据的处理。一般学生先用初速度为零的匀加速直线运动的物体，在连续相等时间T内的位移之比为：s1:s2:s3:=1:3:5这个结论来简单验证，同时要指出，