2.4自由落體運動

〖教材分析〗
自由落體運動是勻變速直線運動的一個具體的實例，又是一個特殊的實例。自由落體運動是一種理想的物理模型，在實際生活由于空氣阻力的存在，使得一些重的物體下落得非常快。所以我們要讓學生知道，在空氣阻力較小的情況下也是可以看做自由落體運動的，這樣我們這節課的實驗就很重要。通過概括自由落體運動的特點和前面學習的運動公式推導出自由落體運動的運動學公式，培養學生的獨立思考和推導能力，進而認識到運動的本質。課后有伽利略的研究思路和研究方法以及他人生軌跡，這都將會是學生們重要的精神糧食。
〖教學目標與核心素養〗
物理觀念：認識自由落體運動的特點和規律；會運用自由落體運動的特點和規律解答相關問題。
科學思維：通過分析，歸納出自由落體運動的速度，位移公式，培養分析、推理、綜合的能力。
科學探究：通過觀察演示實驗，概括出自由落體運動的特點；通過實驗探究自由落體運動加速度的大小。
科學態度與責任：培養學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
〖教學重點與難點〗
重點：1、自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。
2、掌握自由落體運動的規律，并能運用其解決實際問題。
難點：1、理解并運用自由落體運動的條件及規律解決實際問題。
2、自由落體運動逐差法求加速度。
〖教學方法〗
演示法、探究法、講解法、多媒體教學等。
〖教學準備〗
牛頓管、金屬片、石頭、紙片、打點計時器、紙帶、重物、刻度尺、多媒體課件。
〖教學過程〗
一、新課引入

站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個物體從同一高度同時落下，你認為哪個物體下落得快？

(課件展示比薩斜塔動圖）比較難以看得出來。
在教室內拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個團。讓紙團和另一張紙在同樣的高度落下，看看哪一個下落得快？
很明顯是揉成團的比較快。
結合實驗及生活中的經驗，討論：什么因素影響物體下落的快慢？
影響落體運動快慢的因素可能是空氣阻力的作用。
物體下落的運動是司空見慣的，但人類對它的認識卻經歷了差不多兩千年的時間。最早研究這個問題的，大概要算古希臘學者亞里士多德了

由實驗可以看到石頭下落得非常快，重的物體下落快的現象，在生活中還有很多例子，所以亞里士多德認為物體下落的快慢跟它的輕重有關，重的物體下落得快。
我們知道它沒有考慮到空氣阻力的作用，所以得出這樣的結論。
教學設計說明：從生活的例子引入本節課的學習內容，借助名人故事，創設問題情境，激發探究動機，引導學生發現問題。
二、新課教學
（一）自由落體運動
伽利略認為，根據亞里士多德“重的物體下落得快”的論斷，會推出相互矛

盾的結論。

例如，假定一塊大石頭的下落速度為8，一塊小石頭的下落速度為4，當把兩塊石頭捆在一起時，大石頭會被小石頭拖著而變慢，整個物體的下落速度應該小于8；
但是，把兩塊石頭捆在一起后，整個物體比大石頭要重，因此整個物體下落的速度應該比8還要大。

這種相互矛盾的結論，說明亞里士多德“重的物體下落得快”的看法是錯誤的。
問題1：輕重不同的物體下落的情況到底怎樣？
下面我們一起來做個比較精細的實驗，仔細研究一下。
實驗：輕重不同的物體下落快慢的研究

甲，一個兩端封閉的玻璃管(也稱牛頓管)，其中一端有一個開關，玻璃管可以與外界相通。把質量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時開始下落，觀察物體下落的情況。

乙，把玻璃管里的空氣抽出去，再次觀察物體下落的情況。通過多媒體課件動圖展示：兩種情況下的動圖。
結論：輕的物體和重的物體下落得同樣快。
在現實生活中人們之所以看到物體下落的快慢不同，是因為空氣阻力的影響。如果沒有空氣阻力，所有物體下落的快慢都一樣。
通過多媒體課件動圖展示：生活中有阻力的自由下落的現象。
教學設計說明：雨點下落，通過對生活中常見現象的思考、討論、交流，深入一點體會物理模型與現實生活之間的差距，從而體驗物理與生活的密切聯系。
歸納總結：
1、定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。
2、特點： ①從靜止開始下落，即初速度v₀為零。
②只受重力。
在有空氣的空間，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體運動。這就使得自由落體運動在現實生活中具有實際意義，因
為沒有阻力的情況是一種理想狀態，我們現實中無法實現。所以說自由落體運動是一種理想的物理模型。
問題2：自由下落的物體加速度在下落過程中是否變化呢？
下面我們通過一個實驗來研究自由落體的運動規律。
實驗：研究自由落體運動的規律，通過多媒體課件動圖展示：自由落體運動的的實驗裝置。

如圖，固定打點計時器，紙帶一端系著重物，另一端穿過計時器。用手捏住紙帶上端，啟動打點計時器，松手后重物自由下落，計時器在紙帶上留下一串小點。
仿照前面對小車運動的研究，測量重物下落的加速度。
改變重物的質量，重復上面的實驗。
教學設計說明：實驗課另外安排，這里只要實驗結論。

（二）自由落體加速度
對不同物體進行的實驗結果表明，在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同。我們就把這個都相同的量，就做自由落體加速度。
①定義：物體在自由落體運動中的加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度。
②符號：通常用g表示。
③方向：豎直向下。因為地球的吸引都是往下的。
④大小：一般g =9.8m/s²，粗略計算g=10m/s²。
雖然是如此，但是我們通過精確的實驗發現，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。如圖所示，可以看到各地的加速度的值是不同的。但是也有一定的規律。
你從表中發現了什么規律嗎？你能嘗試解釋這個規律嗎？嘗試解釋就是作出猜想。

①重力加速度隨緯度的增加而增大。
②地球是一個兩極稍扁赤道略鼓的不規則球體，所以極地半徑比赤道半徑小。這樣半徑越小的吸引力越大，所以這個加速度就比較大。
教學設計說明：地球的不規則性使得重力加速度不一樣，即使你站在高山上也是不一樣的，推廣到月球上。
做一做：用手機測自由落體加速度（閱讀）
了解當前的科技。用手托著手機，打開加速度傳感器，手掌迅速向下運動，讓手機脫離手掌而自由下落，然后接住手機，觀察手機屏幕上加速度傳感器的圖像。

物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。從靜止開始就表明自由落體運動的初速度是零，加速度的值恒為g =9.8m/s²^，那么自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以，勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動。
把初速度v₀=0和加速度a=g以及位移x用高度h來代替，把它們分別代入
速度公式

和位移公式

以及速度位移公式

得：
速度公式：

位移公式

速度位移公式

這就是自由落體的運動規律。
教學設計說明：通過公式的推導，更加堅定的認識到自由落體運動是勻變速直線運動的一種特殊形式。
科學漫步：伽利略對自由落體運動的研究（閱讀）
我們主要了解伽利略的研究思路和研究方法，伽利略的邏輯和實驗自然使人欽佩，伽利略對運動的研究，不僅確立了許多用于描述運動的基本概念，而且創造了一套對近代科學的發展極為有益的科學方法。這些方法的核心是把實驗和邏輯推理（包括數學演算）和諧地結合起來，從而發展了人類的科學思維方式和科學研究方法。

STSE：從伽利略的一生看科學與社會（閱讀）
了解偉大科學的一生，學習其為科學做貢獻的精神。
〖板書設計〗
2.4自由落體運動

一、自由落體運動
1、定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。
2、特點： ①從靜止開始下落，即初速度v0為零。②只受重力。
二、自由落體加速度
①定義：物體在自由落體運動中的加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度。
②符號：通常用g表示。③方向：豎直向下。
④大小：一般g =9.8m/s2，粗略計算g=10m/s2。
⑤運動規律：速度公式：

，位移公式

，速度位移公式

〖教學反思〗

本節課我們通過實驗探究認識了自由落體運動這一理想化的物理模型，通過打點計時器間接求出了重力就速度，知道它的本質是初速度為0 的勻加速

直線運動，遵循勻加速直線運動的一切規律。在課程設置和新課講解時一定要注重實驗探究，這樣才能增加學生感性認識，破除重的物體下落快的思想。
2、物理來源于生活而又高于生活，但是我們的生活中沒有理想化的東西，就像質點一樣是不存在的，這就要求我們透過現象看到本質，抓住事物的主要特點，歸納總結出概念和規律，然后回歸生活，把知識應用于生活。所以課堂上還是要學生多舉例子說明問題。

久久天天躁狠狠躁夜夜躁,国产精品入口福利,97久久精品人人爽人人爽蜜臀 ,中文字幕国产精品一区二区

當前位置首頁 > 高中物理 > 綜合與其它

2.4 自由落體運動— 【新教材】人教版高中物理必修第一冊教案

發表評論

久久天天躁狠狠躁夜夜躁,国产精品入口福利,97久久精品人人爽人人爽蜜臀 ,中文字幕国产精品一区二区

當前位置首頁 > 高中物理 > 綜合與其它

2.4 自由落體運動— 【新教材】人教版 高中物理必修第一冊教案

發表評論

2.4 自由落體運動— 【新教材】人教版高中物理必修第一冊教案