自由落体运动教案

教育实习教案 寒离子 学院 物理与能源学院 专业 物理学 实习生 学号 本校指导教师 实习学校指导教师 原任课教师 2013 年 9 月 24 日 星期 二 第 节课 本人本次实习第 1 个教案 课题 匀变速直线运动实例 自由落体运 动 课时安排 1 课时 课标要求 使得学生认识自由落体运动 熟练掌握自由落体的基本概念及自由落体运动的 运动规律 可以解决一些简单的基本问题 教学目标 知识与技能 1 认识自由落体运动 理解自由落体运动的概念和做自由落体运动的条件 正握自由 落体运动的性质 2 知道影响物体下落快慢的因素 3 知道什么是重力加速度 4 掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律 并能够运用自由落体的 公式解决实际问题 过程与方法 1 会根据现象 进行合理假设与猜想 2 通过分析 归纳出自由落体运动的速度 位移公式 速度位移公式 培养分析 推 理 综合的能力 3 善于进行观察 并能独立思考或与别人进行讨论 交流 情感 态度与价值观 1 通过指导学生探究 调动学生积极参与讨论 培养学生学习物理的浓厚兴趣 2 渗透物理方法 研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型 自由落体 3 培养学生的团结合作精神和协作意识 敢于积极探索并能提出与别人不同的见解 4 通过应用自由落体运动规律 解决实际问题 培养学生将知识应用化的能力 教学重点 1 自由落体运动的概念 性质 以及探究自由落体运动的过程 2 自由落体运动规律理解及应用 教学难点 1 自由落体运动公式的理解 2 自由落体运动公式的运用 教学辅助手段 ppt 白纸 尺子 硬币 教学过程 回顾 师 同学们 我们经过这几节课的学习已经熟练掌握匀变速直线运动的基本规律 那么我 们现在回顾一下关于匀变速直线运动我们都学了哪些公式 比如我们是如何来表示匀变速 直线运动的位移的 生 2 0 2 0 2 2 2 1 vvastvats t 师 是的 我们通过这些公式来计算匀变速直线运动的位移变化规律 接下来我们开始学 习匀变速直线运动的实例 自由落体运动 概念引入 师 在学习自由落体运动之前 我们首先来学习一下什么是自由落体运动 即我们是如何 来定义自由落体运动的 大家可以先翻开课本 45 页看一下书上的这个实验 师 我给大家现场演示一下这个实验 大家仔细观察 师 我的左手拿着一张纸 右手拿着一枚硬币 现在同时松手 那个物体先落地呢 生 硬币 师 为什么是硬币呢 生 硬币更重 师 有同学说是因为硬币更重 所以硬币先落地 也就是说判断两个物体同时下落的快慢 主要决定于物体的质量 这种说法到底对不对呢 我们还需要用实验来验证 现在我拿出 两张相同的纸 一张揉成纸团 另一张就这样保持原状 现在同时放手 大家看一下究竟 是谁先落地 生 纸团先落地了 师 是的 我们都看到了 是纸团先落地 所以物体是否先落地与之重量并无关联 究竟 与什么因素有关呢 大家猜测一下 生 可能与空气阻力有关 师 大家马上给与猜测 大家的猜测究竟正确与否还得需要实验来验证 师 大家看这个视频 科学家利用真空管来演示 在真空管里我们放一片纸片和一个铁块 让它们同时下落 刚开始我们没有抽去管内的空气 让纸片和铁块同时下落 接下来我们 抽去管内的气体重复这个过程 我们仔细观察所发生的的现象 视频演示 第一次没抽气体时铁块先落下 抽去气体后纸片和铁块同时落到底端 师 实验看完了 证明我们的猜测是正确的 看来无论是纸团还是硬币 之所以比纸片下 落的快 主要是因为它们受到的阻力小 师 因而 在物理学中我们将只受重力作用从静止开始下落的运动称之为自由落体运功 大家记住 只受重力作用意味着不受其他因素的影响 举例说明 师 同学们 现在我们知道了自由落体运动的定义及其特点 那么请你们仔细思考一下在 我们的日常生活中 有没有一些物体做自由落体运动呢 生 没有 因为我们的周围物体下落总是会受到空气阻力的影响 师 实际上物体在下落过程中不受其他因素影响是很难的为了我们研究方便 所以当其他 因素影响比较小时 我们便可以忽略这些影响 便可以把这种运动当成是自由落体运动 这样看来我的生活中其实有许多自由落体运动 比如下落的硬币 铁块等等 因为它们下 落时所受到的阻力对它们的影响微乎其微所以我们可以把它们的运动当成是自由落体运动 接下来大家我举几个例子请大家判断一下这些例子是不是自由落体运动 师 下落的雨滴是自由落体运动吗 生 是 师 其实雨滴下落不是自由落体运动 大家可以这样想 雨滴其实非常小 风的吹的都会 影响到它的运动 所以空气对它是会形成阻力的 师 再看一个例子 我把手里的粉笔平抛出去 想一想这是不是自由落体运动 生 是的 师 为什么是 生 粉笔只收到重力作用 其他的阻力可以忽略 师 看来大家是可以判断对于那些物体的运动其他的阻力可以忽略 但是我们回到定义来 看 自由落体运动是怎么定义的呢 生 只受重力作用从静止开始下落的运动称之为自由落体运功 师 那我们现在再来重复一下刚才的情景 我把粉笔抛出去 是不是有了初速度 生 是 师 所以 由定义可知 这个过程不是自由落体运动 师 大家一定要记住 自由落体运动的特点 一 只受到重力作用或其他因素可以忽略 二 初速度为零 两个条件是有一即可还是缺一不可 生 缺一不可 师 对 这就是自由落体运动的特点 同学们也一定要记住今天上课所举的几个例子 以 后也可以以此来参照判断 自由落体的加速度 师 学完了自由落体运动的定义我们再来看一下自由落体的加速度 一开始我们讲到自由 落体运动时匀加速直线运动的一个例子 经科学家们的研究自由落体运动本身就是一种匀 加速直线运动 那么加速度是多少呢 我们如何计算 师 科学家们将所做的实验给我们呈现在了书上 我们看书上 46 页的图片 师 这是一个小球做自由落体运动 在下落过程中 我们每隔 0 15 秒的时间来给它拍一张 照 最后便有了这张图片 我们通过已知的间隔时间和相邻两点之间的距离便可以计算出 小球的加速度 这也是我们上节课上的重点大家可以仔细回一下当时我们是怎么计算加速 度的 师 通过这种方法我们是可以计算出加速度的 具体数值是多少感兴趣的同学可以在课后 去计算一下 师 接下来我们来思考一下 在相同的地点硬币下落的加速度和小球下落的加速度一样吗 生 一样 或者可以通过实验来计算一下 师 有的同学们认为可以利用实验来研究 但是我们只要是通过合理的推理就可以马上得 出结论 所以实验就没有必要了 师 我们发现真空管里 羽毛和铁块同时落下 我们是不是可以大胆一点的想象一下 是 不是所有做自由落体运动的物体同时下落时都可以同时着地呢 生 是的 师 也就是说只要是自由落体运动的物体 他们每一时刻的速度都是相同的 因而自由落 体运动加速度恒定 师 由科学表明物体自由下落时的加速度来自地球和物体之间的万有引力 所以自由落体 运动的加速度又称之为重力加速度 我们一般用小写字母 g 来表示 至于万有引力的相关 内容及为什么万有引力会产生加速度的原因 我们以后的学习中会逐渐的去了解并且掌握 师 加速度有大小有方向 重力加速度的方向是向是什么呢 生 与地面垂直 师 所以方向就是竖直向下 重力加速度所以大家可以和重力联系起来 初中的时候我们 学过重力 那么大家回忆一下重力的方向是什么呢 生 竖直向下 师 所以大家记住了 重力加速度的方向是竖直向下的 师 刚才我说过在同一地点做自由来运动的物体都有相同的加速度 即重力加速度 那么 地球上是不是每个地方的重力加速度都一样呢 生 不一定 师 现在大家看一下书上 47 页最下方的表格 我们来看一下科学家计算的数据 大家发现 了什么呢 生 每个城市的重力加速度都不一样 师 它们的变化有什么规律吗 生 纬度越高重力加速度的值越大 纬度越低重力加速度的值就越小 师 同学们真聪明一下就看出了 不过这是一些扩展内容 大家只需要记住 纬度越高重 力加速度的值越大 就可以了 在一般情况下我们进行计算时 重力加速度取九点八米每 二次方秒 估算时也可以取十米每二次方秒 自由落体运动的规律 师 我们知道什么是自由落体运动 也学习了自由落体运动的加速度 接下来我们便来学 习自由落运动的位移变化规律 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 那么我们 来比较一下匀加速直线运动的位移公式 自由落体运动是从静止开始下落 tvats 0 2 2 1 的 所以初速度为零 而加速度大小为 g 所以自由落体运动的位移公式为 即 2 2 1 gth 为高度 h 与时间 t 的变化规律 师 我们通过对比得出相关的计算公式 从而我们也可以发现 其实在解决自由落体运动 问题的时候 我们完全可以把相关问题当成匀加速直线运动的问题来解决 通过这种类比 法不仅可以简化我们的思维过程 也可以使得我们通过联系的方法完整的构建出这一章的 内容 熟练掌握之后便可以应用各个方面 例题讲解 师 现在同学们跟着我来一起回忆一下我们这节课的基本内容 首先我们认识了什么是自 由落体运动 也就是自由落体运动的特点 接下来我们又学习自由落体运动的加速度 最 后我们通过类比的方法知道了它位移时间关系的计算公式 现在我们通过例题来考察一下 大家 看一下大家的掌握情况 师 先来一道选择题强化一下大家的基础知识 1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 自由落体运动是一种匀速直线运动 自由落体运动是一种匀速直线运动 B 物体刚下落时 速度和加速度都是零 物体刚下落时 速度和加速度都是零 C 物体在下落过程中 每秒的速度都增加 物体在下落过程中 每秒的速度都增加 9 8m s D 物体的质量越大 下落的加速度就越大 物体的质量越大 下落的加速度就越大 选什么呢 生 选 C 师 选择正确 其实只要明确自由落体运动的基本概念 知道它的运动特点 解决这类题 目便非常简单 师 接下来我们再看道计算题 2 雨滴通常从雨滴通常从 1 500 m 左右的高度落下 如果没有空气阻力 问经过多长时间落到地面 左右的高度落下 如果没有空气阻力 问经过多长时间落到地面 它落到地面时的速度是多少 它落到地面时的速度是多少 师 同学们还记得我们举过几个让大家来判断是不是自由落体运动的例子 其中有一个例 子是雨滴下落的 刚才我们判断了雨滴下落不是自由落体运动 那么这道题目我们能不能 把它当成自由落体运动 生 可以 因为题目中要求无空气阻力 只受到重力 所以我们可以将这种运动等效为自 由落体运动 师 看来同学们已经可以熟练的判断什么运动时自由落体运动了 那么我们来看这道题目 该如何解决呢 生 直接带公式计算 2 2 1 gts 师 好的 直接带入公式即可计算出时间 那么它的速度是多少呢 自由落体运动咱们似 乎只讲了位移变化规律 没有将速度的 现在如何来计算速度呢 生 等效成匀变速直线运动计算 为 0 所以已知时间直接乘以重力加速atvvt 00 v 度 g 就可以算出落地时的速度 师 看来同学们已经知道了解题思路 请大家快速计算出结果 师 现在我们共同看一下计算的过程 解 如果没有空气阻力 雨滴下落的运动可以看成自由落体运动 由公式得 ss g h t 5 17 8 9 150022 雨滴落地时的速度为 m s 5 171m s5 178 9 gtvt 师 对照一下这个过程 大家看一下你们的解题过程完整了吗 做物理题目不仅需要计算 出正确的结果 还要有完整的过程 所以同学们 你们在平时的练习中一定要把每个题目 都写完整 师 通过前面的两个题目 大家明确了基本的概念 也熟悉了公式 懂得利用类比的思想 去解题 现在我们做一道复杂的题目 3 一个小钢球做自由落体运动 测得小钢球经过一个小钢球做自由落体运动 测得小钢球经过 A 点时的速度是点时的速度是 2 42 m s 经过 经过 B 点点 时的速度是时的速度是 4 64 m s 所用时间是所用时间是 0 226 s 求此地的重力加速度和 求此地的重力加速度和 AB 间的距离 间的距离 师 这道题目我们已知两个点的速度 也知道间隔的时间 求加速度和间隔的距离 我们 应该从哪里下手呢 生 等效成匀加速直线运动 先画出 v t 图 师 看来同学们对前面的知识掌握的还是比较牢固的 现在我们就通过 v t 图来表示出各 个物理量 自由落体运动是匀加速直线运动所以加速度大于零 是一个增函数 师 已知初末速度和间隔时间 所以可以求出这个梯形的面积 这个面积就是 A B 两点 之间的距离 加速度即为函数的斜率 于是我们又可很容易的计算出加速度的大小 也就 是重力加速度 大家立刻计算一下 师 现在我们来看一看详细的过程 解 因为自由落体是匀加速直线运动 所以 mmt vv h smsm t vv g gtvv BA AB AB AB 80 0 226 0 2 64 442 2 2 82 9 226 0 42 2 64 4 22 此地的重力加速度 AB 之间的距离 2 82 9 smg 2 80 0 smhAB 师 做题不仅要做正确 还要做完整 否则就白做了 所以我们日常练习的时候就要注意 师 这种类比的思想在自由落运动的应用中非常广泛 有了我们前面打的基础 现在我们 就可以非常熟练的使用 v t 图像来解决相关的问题 但是前提是我们一定要合理进行类比 正确的将物理情景放在图像上 师 这三个例题 我们分别利用定义判断 直接带入计算公式和类比的法 这是我们今天 所讲课程里非常重要的几个方法 接下来就是靠大家多加练习从而熟练掌握 板书设计 自由落体运动 一 回顾 匀变速直线运动 2 0 2 0 2 2 2 1 vvas tvats t 2