《匀变速直线运动实例——自由落体运动教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《匀变速直线运动实例——自由落体运动教案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教学课题匀变速直线运动实例自由落体运动所用教材教材名称：物理 1（必修）第1 册，第3章3节，第1课时课时安排1 课时教学用具纸片、硬币、牛顿管教学目标一、知识与技能1掌握自由落体运动的特点和运动规律；2运用自由落体运动规律解决有关实际问题；3知道自由落体运动加速度的方向和大小，知道不同地点的重力加速度不一样；4通过探究，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。二、过程与方法1会用理想化的方法比较重力与空气阻力的大小，识别自由落体运动；2认识伽利略在研究物体运动时所采用的多种研究方法，体会科学研究方法的价值；三、情感态度与价值观1体会伽利略在探索自然规律过程中的艰辛和科学精神；2了解伽利
2、略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。教学重点1掌握自由落体运动的特点和运动规律；2知道自由落体运动加速度的方向和大小，知道不同地点的重力加速度不一样。教学难点1知道自由落体运动加速度的方向和大小，知道不同地点的重力加速度不 一样。教学方法实验法、讲授法板书设计主板书：第3节 匀变速直线运动实例自由落体运动一、定义：二、特点：（1）物体只受重力作用（2）00v实质：00v的匀加速直线运动三、重力加速度g 1、大小：29.8/gms2、方向：竖直向下四、运动公式22122ttvgthgtghv五、探索的回眸副板书： 公式推导、伽利略思想方法分析以及例题教学过程及内容一、引入课题师：
3、今天我们要学习新的一节自由落体运动。运动会刚结束不久，4*100M 接力可以说是运动会的一个高潮，那么我们一般会选择一个怎样的运动员来跑第一棒呢？生：跑得快的师：我们已经选好了4个运动员，都是跑得很快的，应该选择一个具有什么特点的运动员来跑第一棒呢？体育委员来回答下。生：反应快的。师：我们要如何知道一个人的反应时间呢？现在，我这就有一个可以测同学们的反应时间的尺子，哪位同学愿意来试一试呢？（请一位同学配合实验）师：现在，我拿着这个尺子的上端，请这位同学把手放在尺子的下端，做好抓住尺子的准备，当看到我放手的时候，你就抓住尺子。生： （配合实验）师：这个同学的反应时间是0.18 秒。同学们想知道我
4、是如何知道这个同学的反应时间的呢？这把神奇的尺子又是如何制作的呢？二、新课教学1科学探究自由落体运动的特点师：通过本节课的学习，就能揭开这把尺子的奥秘。在日常生活中，同学们经常都可以看到物体下落的情景，那么是重的物体下落得快还是轻的物体下落得快呢？生：重的，师：同学们的观点是否正确呢？我们来做个实验，我现在一手拿的是小纸片，一手拿的是硬币，现在我在同一高度，同时放开这两个物体，同学们猜测下哪个物体先到达地面呢？生：硬币。师：也就是同学们都认为比较重的硬币会先到达地面。那我们试验一下（做实验），很明显跟同学们想的一样，比较重的硬币先到达地面，纸片则是慢悠悠的飘落到地面上。那是不是就可以说明越重的
5、物体下落的越快呢？现在，我们再来做个跟上面实验相对比的实验，这次我把小纸片捏成纸团，还是在同一高度，同时放开纸团和硬币，同学们认真观察哪个物体先到达地面？（做实验）生：几乎同时到达地面。师：同样是这个纸片，捏成团后重并没有发生改变，下落却快多了，这是为什么呢？教学过程及内容生：空气阻力。师：纸团和纸片下落时都受到了空气阻力，但是两者受到的空气阻力的大小是不同的，影响了下落的快慢。 所以， 空气阻力是影响物体下落快慢的因素。但是我们要研究的是物体的重与下落快慢的关系，所以我们要把空气阻力这个因素排除掉。接下来我们就在接近真空的状态下再进行一次实验。我这里有个牛顿管，里面有铜片、羽毛、软木塞，我已
6、经事先将里面的空气抽出，现在牛顿管中是接近真空的状态，也就是说在里面运动的物体几乎不受到空气阻力的作用。当我把牛顿管立起来的时候，里面的物体就会同时开始下落，同学们认真观察这物体的下落情况。看哪个物体下落的快呢？（做实验）生：一样快或羽毛慢一点。师：我刚才说了，管内只是接近真空的状态，所以羽毛可能还是会慢一点。现在，我把空气放进去，大家再观察下里面物体的下落情况。（放气实验）很明显放入空气后，羽毛要比其他物体下落得慢的多。通过这个实验我们就可以得出结论：如果物体都不受到空气阻力， 重力的大小对物体下落的快慢是没有影响的。我们现在来看下自由落体运动的定义，在课本46页第 2段。物理学中将物体不受
7、其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。那么从这个定义，我们可以看出自由落体运动有两个特点： 一，只受到重力作用；二，从静止开始下落，也就是初速度为零。在实际中，下落物体不受到空气阻力是不可能的，所以自由落体运动只是一种理想化的模型，但是当空气阻力远小于物体受到的重力时，我们就可以近似的看做是自由落体运动。所以研究自由落体运动的运动规律，对于我们解决物体下落的问题有着重大的实际意义。接下来我们就来研究自由落体运动的运动规律是怎样的。上节实验课， 我们已经学习过用打点计时器测量物体的位移和时间，这节课我们介绍一种新的方法频闪照相法。频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一
8、定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法。跟打点计时器是类似的，只是一个是间隔一定时间打点，一个是间隔一定时间曝光。现在请大家来看一个模拟频闪照相形成图象过程的课件。频闪时间间隔为0.1秒，也就是说每秒闪光 10次，每闪光一次，记录一次影像。为了让大家能看得比较清楚，这个课件模拟的是一个慢动作。生： （观看课件）师：现在同学们观察下这个小球下落的轨迹，猜测下这个小球下落是怎样的运动？很明显轨迹是一条直线，所以是直线运动。那么是匀速加速还是减速呢？生：加速。教学过程及内容师：在相同时间内所走的位移不断增大，说明小球在做加速运动。我们刚刚学习过匀变速直线运动， 自由落体运动有没可能就是匀加速直
9、线运动呢？我们现在看下数据，然后通过数据分析， 来判断下自由落体运动是不是匀加速直线运动？我们之前得出过这样一个结论：在匀加速直线运动中，连续相邻相等时间间隔的位移差2saT。如果自由落体运动是匀加速直线运动，那么连续相邻相等时间间隔的位移差应该都是相同的。同学们可以计算一下，看看连续相邻相等时间间隔的位移差是不是相同的？数值是多少？生：是相同的，数值是9.8cm。师：通过分析我们发现，自由落体运动实质上就是初速度为0的匀加速直线运动。根据2saT，我们可以计算出加速度，T=0.1s ，注意把单位化成国际单位制。你们计算出来，把结果告诉我。生：加速度为9.8m/s2。2自由落体的加速度师：物体
10、自由下落时的加速度就称为重力加速度，来自地球和物体之间的万有引力，我们用g表示。通常我们取29.8/gms,估算时取210/gms。不同地点重力加速度的大小有所差异， 同学们可以看下课本47页的信息窗， 从表格中的数据，可以看出， 纬度越高，重力加速度值越大；纬度越低，重力加速度值越小。重力加速度的方向是竖直向下的。既然自由落体运动是初速度为零匀加速直线运动，那么我们学习过的匀加速直线运动的计算公式也就都适用于自由落体运动。现在请一位同学上来，默写下匀变速直线运动的三个计算公式。生： （默写公式020220122ttvvatsv tatasvv）师：在自由落体运动中，00v、a用g表示、 s用
11、h表示，我们就可以把公式转化为22122ttvgthgtghv。现在大家是不是已经揭开了刚上课时那个实验的奥秘了呢？那把神奇的尺子是怎么测出我们的反应时间的呢？哪位同学来说一说？生：已知尺子下落的高度h，通过公式212hgt就可以计算出时间，也就是我们的反应时间。教学过程及内容3自由落体运动规律探索的回眸师：接下来我们来了解一下自由落体运动规律发现的过程。在古希腊的时候，哲人亚里士多德认为物体下落的速度与物体受到的重力大小成正比，也就是重物比轻物下落的快。这个观点在很长一段时间内，一直都没有人怀疑。直到 16世纪末， 伽利略对此提出了怀疑。他进行了这样一翻推理：假设有两个物体质量分别为m1、m
12、2，m1m2，如果将这两个物体拴在一起，质量为m3=m1+m2, 根据亚里士多德的观点则：v1v2v3 。伽利略却认为重物会因为有轻物拖住而变慢，轻物却会被重物拖着而变快，就像大人拉着小孩跑，大人的速度会慢下来，而小孩的速度会变快，也就是说他得出的结果是v1v3v2 。这两个结论就产生了矛盾。在这个推理中他使用了归谬法。通过这个矛盾，伽利略就推断重物和轻物下落速度不受其受到重力大小的影响。此后， 他又提出自由落体运动是匀变速直线运动的猜想。这个猜想在当时的验证，更体现出了伽利略的才能。我们知道，如果自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，那么它应该满足212sat，转化为212s a t，a
13、是一个定值， 所以2st也应该是一个定值。只要测量出2st是一个定值， 就可以证明自由落体运动是匀加速直线运动。可是在当时， 自由落体运动的速度太快了，根本无法测量。于是，伽利略就用小球从斜面上滑下的方法来减慢速度，测量发现2st是一个定值。然后，他就慢慢增大角度，发现2st依然是一个定值。最后，他将这个结论合理外推至竖直方向，也就是小球做自由落体运动。从而， 得出了自由落体运动是匀加速直线运动的结论。4例题例1：下列说法正确的是（ C ）A 物体竖直向下的运动，就叫做自由落体运动B 人背着降落伞从空中由静止落下的运动是自由落体运动C 一羽毛在没有空气的环境中从静止下落的运动是自由落体运动D
14、用力向下扔一石子，石子的运动是自由落体运动（请四位同学对每项进行分析。）例2：一物体做自由落体运动，经4秒落地，则下列判断不正确的是（ C ）A 第 4秒初的速度为 29.4m/s B 4秒末的速度为 39.2m/s C第 4秒内的平均速度为9.8m/s 教学过程及内容D物体下落的高度为78.4m （请四位同学对每项进行计算，强调计算题的解题规范。）课后第 1题。三、小结师：我们今天学习了匀变速直线运动的一个实例自由落体运动，主要要求同学们掌握自由落体运动的特点和运动规律，知道重力加速度的大小和方向。还必须注意的是，自由落体运动是一种理想化的模型，在实际中， 当空气阻力远小于物体受到的重力时，我们就可以近似的看做是自由落体运动。同时， 我们还了解了科学家的一些研究方法和科学精神，也是很值得我们借鉴和学习的。师：还有时间， 我们来做一道脑筋急转弯。有几只熊同时从同一高度，开始做自由落体运动，请问下落最快的熊是什么颜色的？生：师：同学们都在胡乱猜测，什么颜色都来了。那只熊是白色的， 为什么呢？我们之前讲过了，纬度越高，重力加速度值越大。所以在北极的北极熊是下落的最快的。作业布置：课本P51 2、3、4
