自由落體運(yùn)動優(yōu)秀教案.doc

1、 2.5 自由落體運(yùn)動 教案焦順生教材分析本節(jié)課選用人教版高中物理新課標(biāo)必修一第二章第五節(jié)的內(nèi)容，在此之前，教科書已安排了勻變速直線運(yùn)動的內(nèi)容以及勻變速直線運(yùn)動的研究方法，有關(guān)打點(diǎn)計時器的使用方法和紙帶的處理方法，因此自由落體運(yùn)動可以作為勻變速直線運(yùn)動的一個具體實(shí)例來進(jìn)行講解。因此，本節(jié)課既是對前面所學(xué)習(xí)到的知識的回顧與應(yīng)用，同時也為日后學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動等復(fù)雜運(yùn)動奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課的內(nèi)容主要是組織同學(xué)們進(jìn)行探究活動，培養(yǎng)同學(xué)們解決實(shí)際問題、探究規(guī)律的能力，同時對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育。本節(jié)課中還包含了大量的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)起到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會研究物理問題方法的作用。學(xué)情分析 在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前，學(xué)

2、生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動的相關(guān)知識，打點(diǎn)計時器的使用方法以及只帶的處理方法，而自由落體運(yùn)動作為勻變速直線運(yùn)動的一個特殊的實(shí)力，其基本的研究方法與研究勻變速直線運(yùn)動的方法是一致的，因此學(xué)生在知識上已經(jīng)具備了接受自由落體運(yùn)動知識的條件，在此時引入該內(nèi)容是恰到好處的。但本節(jié)課面向的主要的是高一學(xué)生，這部分學(xué)生已經(jīng)具備了一定的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，通常學(xué)生會認(rèn)為物體越重下落的越快，這種錯誤的“前概念”直接影響了對本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，同時學(xué)生的抽象思維比較弱，因此教師需要創(chuàng)設(shè)物理情境，通過演示正確合理的實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)建一定的具體形象模型，從而幫助學(xué)生構(gòu)建正確的自由落體運(yùn)動的概念，摒棄前概念的干擾。教學(xué)目標(biāo)1、知識與能力

3、（1）理解自由落體運(yùn)動和自由落體運(yùn)動性質(zhì)；（2）理解重力加速度和重力加速度大小、方向；（3）掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律；（4）培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。2、過程與方法通過牛頓管演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察輕重不同物體在真空中的下落過程，總結(jié)出自由落體運(yùn)動的定義，實(shí)際測量重物自由下落的加速度等探究活動，讓學(xué)生體會科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。3、情感態(tài)度和世界觀感受前人（亞里士多德）崇尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀。教學(xué)重點(diǎn)（1）物體做自由落體運(yùn)動的加速度g，（2）自由落體運(yùn)動的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)（1）實(shí)驗(yàn)過程中科學(xué)猜

4、想、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、合理外推得出自由落體運(yùn)動性質(zhì)（2）自由落體運(yùn)動的規(guī)律應(yīng)用。教法與學(xué)法本節(jié)課的教法主要采用講授法、實(shí)驗(yàn)探究法，通過教師形象生動、富于引導(dǎo)式的講解以及各種實(shí)驗(yàn)的配合，啟發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。同時在講授知識的同時滲透探究的思想，在探究過程中講授必要的物理知識。而對于學(xué)生，采用“提出問題-猜想-實(shí)驗(yàn)探究-分析論證-得出結(jié)論”的學(xué)法，利用實(shí)驗(yàn)探究啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時設(shè)計一系列的對比實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在認(rèn)知上產(chǎn)生矛盾沖突，在解決與前概念的沖突中，一步一步的構(gòu)建正確的知識體系，并且引導(dǎo)學(xué)生體會研究物理問題的一般方法。教學(xué)器材牛頓管、抽氣機(jī)、紙片、鐵架臺、打點(diǎn)計時器（帶復(fù)寫紙片

5、）、紙帶、砝碼、海綿墊、接線板、刻度尺、多媒體。 教學(xué)過程（一）、導(dǎo)入新課教師：我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，其規(guī)律可由三個重要公式體現(xiàn)出來。先讓學(xué)生寫然后由多媒體演示：+ 今天我和大家一起來研究一個勻變速直線運(yùn)動的實(shí)例自由落體運(yùn)動。（二）、新課教學(xué)1什么是自由落體運(yùn)動?（演示實(shí)驗(yàn)：讓一張紙片與小鋼球同時自由下落，可看到什么現(xiàn)象?）學(xué)生：鋼球落得快。教師：對，這就是我們的生活經(jīng)驗(yàn)，似乎很容易得出“重的物體比輕的物體下落得快”的結(jié)論，這也是公元前古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn)。這個觀點(diǎn)使人們在錯誤的結(jié)論下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略為證明亞里士多德觀點(diǎn)的錯誤，做了大量的實(shí)驗(yàn)。他拿了一個質(zhì)

6、量是另一個質(zhì)量10倍的鐵球站在比薩斜塔上，使兩球由靜止同時下落，據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)，重球應(yīng)該先落地，但實(shí)際上兩球同時落地。教師：請再看演示實(shí)驗(yàn)，把剛才的紙揉成團(tuán)，和小鋼球由靜止落下，同學(xué)們再觀察。學(xué)生：幾乎同時落地。教師：同一張紙，為什么形狀不一樣，其下落時間就不一樣呢?學(xué)生：這是因?yàn)榭諝庾枇Φ挠绊?，把紙揉成團(tuán)，所受的空氣阻力要比紙片所受的空氣阻力小得多，所以與小鋼球幾乎同時落地。教師：如果把質(zhì)量、形狀不同的物體放在真空中，從同一高度自由下落，現(xiàn)象如何呢?讓我們做一個實(shí)驗(yàn)。（演示實(shí)驗(yàn)：我這里有一個長約1米，一端封閉、另一端有開關(guān)的玻璃管（牛頓管），把形狀和質(zhì)量不同的小金屬片、小羽毛等，放在玻璃

7、管里。）（1）打開開關(guān)，管里有空氣，把玻璃管倒立過來，現(xiàn)象如何?學(xué)生：這些物體下落的快慢不同。（2）把管里的空氣幾乎全部抽出（先讓學(xué)生用抽氣機(jī)把管里的空氣幾乎全部抽出），會如何?學(xué)生：下落的快慢相同。教師：可見導(dǎo)致物體下落有快有慢的原因是空氣有阻力。指出在真空條件下，小物體的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動，請同學(xué)們據(jù)剛才的過程、結(jié)論，給“自由落體”下一個定義。學(xué)生：真空中，只受重力，物體從靜止豎直下落。結(jié)論：物體只有在重力下從靜止開始下落的運(yùn)動叫自由落體運(yùn)動。這種運(yùn)動只有在沒有空氣的空間里才能發(fā)生；在有空氣的空間里，如果空氣的阻力作用比較小，可以忽略，物體的下落也可以看做是自由落體運(yùn)動。教師：像牛頓管中

8、的金屬片、小羽毛從靜止開始下落的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。在空氣中，比如小鋼球、小粉筆頭、小紙團(tuán)等，它們所受空氣阻力相對于它們的重力可忽略，所以他們從靜止開始下落運(yùn)動也是自由落體運(yùn)動。教師：空氣中的紙片從靜止下落的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動嗎?（演示）學(xué)生：不是，因?yàn)榧埰艿目諝庾枇ο鄬τ谒闹亓Σ豢珊雎?。結(jié)論：在同一地點(diǎn)，所有物體的自由落體運(yùn)動是相同的，像剛才牛頓管里的金屬片、小羽毛的運(yùn)動是相同的；空氣中小鋼球、紙團(tuán)的自由落體運(yùn)動也是相同的。2自由落體運(yùn)動的性質(zhì)從上面的實(shí)驗(yàn)及分析可知：自由落體運(yùn)動是V0=0的加速運(yùn)動，是什么樣的加速運(yùn)動呢?通過實(shí)驗(yàn)來研究。（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：重物自由下落，用打點(diǎn)計時器打一紙

9、帶。）教師：通過分析紙帶能否確定自由落體運(yùn)動是否為勻加速直線運(yùn)動?學(xué)生：能。由s=at2判斷。教師：請分組完成測量工作，然后據(jù)測量結(jié)果，告訴我你們的結(jié)論。（多媒體投影）s1=?s2=?s3=?s4=?s2-s1=?s-s=?s-s=?誤差允許的范圍內(nèi)s2-s1= s-s= s-s=s=?學(xué)生：自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動。教師：能不能求出其加速度呢?學(xué)生：能，由s=at2，得a=?（分組完成，分別說出結(jié)果。）教師：這個實(shí)驗(yàn)便于操作，卻很粗糙，人們發(fā)明了許多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段來研究自由落體運(yùn)動，這里，我給大家介紹一種較先進(jìn)的方法頻閃照相法。（看多媒體投影：這是自由落體運(yùn)動（小球）的頻閃照相的照片，照

10、片上相鄰的像是相隔同樣的時間拍攝的，類似紙帶的分析我們可以較準(zhǔn)確地求出小球的加速度。）總結(jié)：通過以上分析，我們不難得出自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，而且在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動中的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。教師：請同學(xué)們閱讀教材第44頁表格內(nèi)容，得到什么知識?學(xué)生：地球上不同的緯度，g值隨緯度的增加而增加，通常g值取98m/s2，有時粗略計算也取10m/s2，g的方向豎直向下。3自由落體運(yùn)動的規(guī)律教師：既然自由落體運(yùn)動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，請同學(xué)們推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。學(xué)生：推出v=gt

11、h=（1/2）gt2v2=2gh4.自由落體規(guī)律的應(yīng)用例題：從離地面500m的空中自由落下一個小球，取g=10，求小球：（1） 落到地面經(jīng)過的時間。（2） 落地時的速度。（3） 自開始下落計時，在第1s內(nèi)的位移，最后1s內(nèi)的位移。解：（1）由h=（1/2）gt2，得落體時間：t=10s(2)由v=gt=1010m/s=100m/s(3)第1s內(nèi)的位移：h1=（1/2）gt12=（1/2）1012=5m因?yàn)閺拈_始運(yùn)動起前9s內(nèi)的位移為h9=（1/2）gt92=（1/2）1092=405m所以最后1s內(nèi)的位移為h = h - h9 =500m-405m=95m課后作業(yè) 預(yù)習(xí)下一節(jié)學(xué)習(xí)伽利略對自由落

12、體運(yùn)動的研究歷程，體會學(xué)習(xí)前人的探索精神和科學(xué)的探究思想，作業(yè)完成課后45頁問題與練習(xí)3、4。板書設(shè)計（一）、物體下落過程的運(yùn)動情況與物體質(zhì)量大小無關(guān)（二）、物體在只受重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動。（三）、自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。自由落體加速度 g=9.8，（四）、自由落體運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用：Vt =gt h=（1/2）gt2 Vt2=2gh教學(xué)反思在教學(xué)中教師應(yīng)充分運(yùn)用教材中的材料、生活中的物理現(xiàn)象、設(shè)計有趣、生動的實(shí)驗(yàn)等途徑，創(chuàng)設(shè)良好的情境，激發(fā)學(xué)生的問題意識，使學(xué)生想問。在自由落體運(yùn)動的教學(xué)中，課堂中演示了生活中常見的下落的運(yùn)動，看到重的物體下落快。一些同學(xué)可能會發(fā)出挑戰(zhàn)，認(rèn)為并不一定是重的物體下落快，他們可以自己來設(shè)計一些實(shí)驗(yàn)來推翻這一觀點(diǎn)。讓學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，喚起學(xué)生求知欲望，使之樂于學(xué)，勤于問?，F(xiàn)在的教材也安排了很多探究性的問題，比如自由落體運(yùn)動的規(guī)律，讓學(xué)生先有思考，會是怎樣的運(yùn)動，學(xué)生可能會認(rèn)為是勻速運(yùn)動，也可能會認(rèn)為勻加速運(yùn)動或者是變加速運(yùn)動。然后讓事實(shí)說話，設(shè)計探究性的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)自己去發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律勻加速直線運(yùn)動