自由落体运动优秀教案

2.5自由落体运动教学计划焦顺生教科书分析这一课是基于人教版高中物理新课程标准第二章第五节的内容。在此之前，教科书已经安排了匀速直线运动的内容，匀速直线运动的研究方法，点计时器的使用方法和纸带的处理方法。因此，自由落体运动可以作为匀速直线运动的一个具体例子来解释。因此，这节课不仅是对以前知识的回顾和应用，也是将来研究复杂动作如水平投掷的基础。本课的内容主要是组织学生开展探究活动，培养学生解决实际问题和探索规律的能力，教育学生科学方法和科学思想。这节课还包括大量的实验，可以帮助学生学习如何学习物理问题。学习情境分析在学习本节内容之前，学生已经学习了匀速直线运动的相关知识，打点计时器的使用方法和皮带的加工方法。作为匀速直线运动的一种特殊力量，自由落体运动的基本研究方法与匀速直线运动的研究方法是一致的。因此，学生已经具备了接受自由落体运动知识的条件，此时介绍这一内容是合适的。然而，这节课主要是针对高一学生的。这部分学生已经有了一定的实际生活经验。通常，学生认为物体越重，下落越快。这种错误的“前概念”直接影响了本课的学习。同时，学生的抽象思维相对薄弱。因此，教师需要通过演示正确合理的实验，创设物理情境，创建特定的形象模型，帮助学生建构正确的自由落体概念，摒弃前概念的干扰。教学目标1.知识和能力(1)理解自由落体和自由落体的本质；(2)了解重力加速度和重力加速度的大小和方向；(3)掌握自由落体运动规律；(4)培养学生的分析综合、推理判断等思维能力。2.过程和方法通过牛顿管演示实验，学生可以观察不同轻重物体在真空中的下落过程，总结自由下落运动的定义，并实际测量重物自由下落的加速度。学生可以认识到科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。3.情感态度与世界观感受崇尚科学、敢于探索的前辈(亚里士多德)的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确世界观。教学重点(1)自由下落运动中物体的加速度g，(2)自由落体运动定律。教学困难(1)实验过程中的科学猜想、数学推导和合理外推可以获得自由落体的运动特性(2)自由落体运动定律的应用。教学方法本课的教学方法主要采用教学法和实验探究法。通过对教师形象的生动的、指导性的阐释和各种实验的配合，激发学生的思维，使学生从感性认识上升到理性认识。同时，教学知识渗透着探究的理念，在探究的过程中传授必要的物理知识。对于学生，采用“提问-猜想-实验探究-分析演示-得出结论”的方法，通过实验探究激发学生的学习兴趣。同时，设计了一系列对比实验，使学生产生认知冲突。在解决与先前概念的冲突时，逐步建立正确的知识体系，引导学生认识研究物理问题的一般方法。教学设备牛顿管、气泵、纸页、铁架、打点计时器(带碳纸页)、纸带、砝码、海绵垫、接线板、秤、多媒体。教学过程(一)、新班级的引入老师：我们已经学习了匀速直线运动的规律，这可以由三个方面来体现1.什么是自由落体？(演示实验：当一张纸和一个小钢球同时自由下落时，会看到什么？)学生：钢球下落很快。老师：是的，这是我们的人生经历。似乎很容易得出“重物体比轻物体下落得快”的结论。这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。这一观点导致人们在错误的结论下走了2000多年。300多年前，伽利略做了大量实验来证明亚里士多德的错误。他站在比萨斜塔上，拿着一个质量是另一个球10倍的铁球，让两个球同时从静止状态落下。根据亚里士多德的说法，重的球应该先落下，但事实上这两个球是同时落下的。老师：请再看一遍演示实验。把刚才的纸卷起来，让小钢球从地上掉下来。学生将再次观察。学生：它几乎同时着陆。老师：为什么同一张纸的下落时间会随着它的形状而变化？学生：这是因为当纸揉成一团时，空气阻力比纸的阻力小得多，所以它几乎和小钢球同时落地。老师：如果不同质量和形状的物体在真空中从同一高度自由下落，会发生什么？让我们做一个实验。(演示实验：我有一个约1米长的玻璃管(牛顿管)，一端封闭，另一端可切换。玻璃管中放有不同形状和质量的小金属片和羽毛。)(1)。打开开关，管子里有空气，把玻璃管翻过来。这是什么现象？学生：这些物体以不同的速度落下。(2)当管道中的空气几乎完全抽出时会发生什么情况(让学生先用气泵抽出管道中的空气)？学生：以同样的速度下降。老师：可以看出，物体下落速度快或慢的原因是空气阻力。指出真空中小物体的运动是自由落体的运动。请根据刚才的过程和结论给出“自由落体”的定义。学生：在真空中，物体只有靠重力才能从静止状态垂直落下。结论一：物体仅在重力作用下从静止状态落下的运动称为自由落体运动。这种运动只能在没有空气的空间里进行。在有空气的空间里，如果空气的阻力相对较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作是自由下落。老师：就像牛顿管中的金属片和羽毛一样，从静止中落下的运动就是自由下落的运动。在空中，如小钢球、小粉笔头、小纸球等。相对于它们的重力，它们受到的空气阻力可以忽略不计，因此它们从静止状态下的下落运动也是自由下落运动。老师：纸从静止的空中落下的运动是自由落体吗？(演示)学生：不，因为纸页的空气阻力相对于它的重力是不可忽略的。结论二：在同一个地方，所有物体的自由落体运动是相同的，就像金属片和羽毛在牛顿管中的运动是相同的一样。小钢球和纸球在空中的自由落体运动是一样的。2.自由落体运动的本质从上面的实验和分析中，我们可以看出自由落体运动是V0=0的加速度运动，它是什么样的加速度运动？通过实验来研究。(学生们分成小组：重量自由下降，一根带子用打点计时器打孔。)老师：通过分析纸带，自由落体运动能被确定为匀速直线运动吗？学生：是的。根据s=at2判断。老师：请分组完成测量，然后根据测量结果告诉我你的结论。(多媒体投影)s1=？s2=？s3=？s4=？s2-s1=？s3-s2=？s4-s3=？S2-S1=S3-S2=S4-S3=S=？在允许的误差范围内。学生：自由落体运动是匀速直线运动。老师：你能找出它的加速度吗？学生：是的，从s=2，a=？(分组完成，并分别说出结果。)老师：这个实验很容易操作，但是很粗糙。人们发明了许多先进的实验方法来研究自由落体运动。在这里，我将向你介绍一种更先进的方法频闪摄影。(见多媒体投影：这是自由落体(球)的频闪照片。照片中相邻的图像是以相同的时间间隔拍摄的。通过分析类似的纸带，我们可以精确地计算出球的加速度。)结论：通过以上分析，我们可以很容易地得出自由落体运动是一种零初速度的匀速直线运动，在同一位置，自由落体运动中所有物体的加速度是相同的。这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用重力加速度来表示老师：请读课本第44页的表格，你学到了什么知识？学生：在地球的不同纬度上，g的值随着纬度的增加而增加。通常g值为9.8m/s2，粗略计算有时为10m/s2，g方向为垂直向下。3.自由落体运动定律老师：由于自由落体运动是一种匀速直线运动，初速度和加速度为零，请介绍它的速度公式、位移公式和位移速度公式。学生：启动v=gt h=(1/2)gt2v2=2gh4.自由落体定律的应用一个小球从离地面500米的空中自由落下。取g=10，找到球：(1)落地前经过的时间。(2)着陆速度。(3)从下降时间开始的1s位移和1s位移。解决方案：(1)从h=(1/2)gt2开始，下降时间：t=10s(2)v=gt=1010m/s=100m/s(3)1s内的位移：h1=(1/2)gt12=(1/2)1012=5m因为从运动开始的前9s的位移是H9=(1/2)gt92=(1/2)1092=405米所以最后1秒的位移是h=h-H9=500米-405米=95米课后作业预习下一节，学习伽利略对自由落体运动的研究过程，体验前人的探索精神和科学探索思想，并在课后完成45页的问题和练习3和4。黑板设计(1)下落物体的运动与物体的质量无关。(2)物体在重力作用下从静止状态落下的运动称为自由落体。(3)自由落体运动是初始速度为零的匀速直线运动。自由落体加速度g=9.8，(4)自由落体运动定律及其应用：Vt=gt h=(1/2)gt2 Vt2=2gh教学反思在教学中，教师应充分利用教材中的材料，生活中的物理现象，设计有趣生动的实验，创造良好的情境，激发学生的问题意识，让学生想问问题。在自由落体运动的教学中，全班展示了生活中常见的落体运动，并看到重物快速下落。一些学生可能会质疑快速下落的不一定是重物。他们可以设计一些实验来推翻这一观点。让学生设计自己的实验，可以充分调动学生的积极性，激发学生的求知欲，使他们乐于学习，勤问。现行的教科书还安排了许多探究性的问题，例如自由落体运动的规律，这样学生们就可以首先思考他们将会有什么样的运动。学生可能会想到匀速运动、匀加速运动或变加速运动。然后让事实说话，设计一个探索性的实验，并找到这条规则，通过实验均