自由落体运动069

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1、 教 育 实 习 教 案学院 物理与光电信息科技学院 专业 物理学 实习生 林樱 学号 106012008069 实习学校 福州格致中学 实习班级 实习科目 物理教学课题 自由落体运动所用教材 教材名称：司南版 物理（必修）第 1 册，第 3 章 3节，第 1 课时课时安排 1 课时教学目标1 知识与技能:1、通过实验探究去理解自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动。2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。3、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。4、初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力。2

2、、过程与方法:1、培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。2、引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。3、引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的实质。3、情感态度与价值观:1.调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力以及表述能力。2.渗透物理科学研究方法的教育。3、培养学生的团结合作精神和协助意识。教学用具多媒体课件、牛顿管（已经抽成真空，并且带有一根羽毛和一个小铁球） 、打点计时器、纸带、一张小纸片，一枚硬币。 教学重点1、 探究落体运动规律的过程2、 体会伽利略的科学推理方法教学难点 实验探究自由落体运动的性质教学方法 讲授法、演示法、实验探究法板

3、书设计主板书：第三章第三节自由落体运动一、自由落体运动1定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。2特点：(1)只受重力作用。(2)从静止开始下落。3性质：初速度为零的匀加速直线运动。二、重力加速度1方向：竖直向下。2大小：通常取 g=98m/s 2，有时 g=10m/s2。附板书：1、匀变速直线运动规律：， ，atv0t20at1vsvt0 教学过程及内容教师：秋天落叶，冬天飞雪，空军跳伞，水龙头滴水在日常生活中,我们看到很多物体下落的现象,那物体下落到底有什么规律呢？我们先来观察一个实验。这里有一个硬币，一张纸片。演示实验：让一个小纸片和硬币同时静止下落，谁下落得更快？学生：硬币落得快

4、。教师：同学们觉得，为什么硬币会落得比较快呢？学生：硬币比较重。教师：也就是说重的硬币下落得快，轻的纸片下落的慢。硬币比纸片早落地，那是不是就可以说明重物确实比轻物下落的快呢？我听到很多同学说不能，其实呢，早在 2000 多年前，古希腊伟大的哲学家亚里士多德就开始思考这个问题，他认为：重物会比轻物先落地。那么这个观点是不是正确的呢？下面我们一起来探究一下。师：老师现在把纸片揉成纸团，纸片变成纸团，质量有没有变化呢？生：没有师：没错，质量是一样的，那我们重新再做下先前的实验。同学们认真观察这次的现象有什么不同？演示：把纸片揉成纸团，重做实验。硬币和纸团几乎同时落地。教师：这次我们看到了硬币和纸团

5、几乎同时落地，说明物体下落快慢与其质量有没有没必然联系？生：没有教师：同学们都已经知道这个观点是错误的。但是在当时，由于科技还比较落后，再加上亚里士多德的个人权威，这个观点一直统治了人们两千多年。直到谁出现啦？学生：伽利略。教师：对了，年轻有为的伽利略出现了，他用“归谬法”很巧妙地驳倒了亚里士多德的观点。下面我们就来简要地领略一下这个巧妙的推理过程。 （教师画图演示）教师：伽利略先假设亚里士多德是正确的，也就是重物下落比轻物快。假设此时有一个 1 磅重的物体，下落速度是 1m/s，一个 10 磅重的物体，下落速度是 10m/s 那么当把重物和轻物绑在一起时，落得慢的轻物就会拖住落得快的重物，导

6、致重物下落变慢，即没有单个重物下落得快，速度小于 10m/s。举个例子，比如一个大人拉着一个 2 岁的小孩跑，大人肯定要被小孩拖着而变慢，就没有他一个人跑时快。但是如果把重物和轻物绑起来看成一个整体，那么它要比单个重物来得重，那它应该比单个重物下落得快,此时速度大于 10m/s。 。于是根据亚里士多德的观点就推出了两个自相矛盾的结果。伽利略就是这样用强有力的逻辑推理驳倒了亚里士多德。但是伽利略还不仅满足于此，他还想用实验来证实自己的想法。于是他就做了闻名于世的比萨斜塔实验，也就是我们所熟知的两个铁球同时落地的实验。哎，两个铁球几乎同时落地。这说明了物体下落的速度跟质量有没有必然联系？学生：没有

7、。教师：大家看到了轻重一样的物体不同时落地，那么这个纸团和纸张的区别在哪里啊？ 教学过程及内容学生：面积。教师：那么为什么面积不同，物体的下落速度就不一样呢？教师：对了，与空气的接触面积不同。 （ppt）所以受到空气阻力的影响不同。纸张面积大，受到空气阻力影响大，下落慢；纸团面积小，受到空气阻力影响小，下落快。也就是说因为空气阻力的影响让问题变得复杂，那么如果没有空气阻力，情况又会如何呢？那我们要怎么做呢？学生：真空。教师：对了，我们下面就一起来看看牛顿管的实验。首先来看一下牛顿管，这是个长约 1.5 米的玻璃管，一端封闭，另一端开口，这一端可以接抽气泵将里面抽成真空。将金属片和羽毛放在封闭一

8、端同时开始下落。演示 1：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的羽毛，金属片从静止一起下落。实验结果：重复做了三次实验，羽毛和金属片总是同时落到管尾。演示 2：慢慢得往牛顿管里充气，再做一次实验，与演示 1 进行对比。实验结果：金属片下落比较快。教师：在真空中，物体不受空气阻力，只受重力作用，我们发现物体的下落情况是相同的。我们就把这种只受重力作用由静止开始下落的运动称为自由落体运动。大家把这个定义从书上划下来并且找一下关键字，是什么呀？学生：只受重力作用，从静止开始下落。教师：对了，这就是自由落体运动的两大特点。那么现实学生活中有没有存在严格的自由落体运动呢？学生：没有，

9、因为有空气阻力。教师：对了，因为我们学生活在大气底层，时时刻刻受到大气的影响，所以现实学生活中不存在自由落体运动。但是很多时候，当空气阻力远远小于物体的重力，空气阻力可以忽略的时候，我们可以把一些运动近似看成自由落体运动。像刚刚纸片下落能不能看成自由落体运动呢？学生：不能，因为空气阻力不能忽略。教师：很好，因为纸片是飘下来的，不是落下来的。教师：那么秋天的落叶呢？冬天的飞雪呢？水龙头滴水呢？跳伞运动员跳伞呢，没伞的时候呢？用力向下拍的篮球呢？（待学生回答出来后，再进行解析。 ）教师：对了，那如果一盆花从 20 楼的阳台上由静止掉下，能不能看成自由落体运动呢？学生：能。教师：那如果让你估测一下它

10、落到地面上大概要多长时间，怎么估测呢？学生：。 。 。 。 。 。教师：我们要想知道一个运动的时间，是不是要先知道该运动的性质呢?那我们就先来研究一下自由落体运动到底是什么样的运动？我们一起回顾一下已经学习过的运动，匀速直线运动、匀变速直线运动？那大家猜测一下自由落体运动可能是哪种运动呢？ 教学过程及内容学生：匀变速直线运动。教师：好，那我们已经学习过判断匀变速直线运动的依据是什么呀？学生： S=aT2教师：很好，上节课我们已经做了打点计时器的实验，根据打点计时器打出的纸带，并对纸带进行分析，判断物体是否是做匀变速直线运动，根据 S=aT2我们还能算出匀变速直线运动的加速度。教师：这个实验由于

11、纸带与限位孔之间存在摩擦，并且打点计时器的频率也不大稳定，这就造成这个实验的误差比较大。今天我们就用更精确的方法频闪照相法来研究自由落体运动，下面我们先来了解一下频闪照相的原理（视频）那现在我们就来模拟一下频闪照相（视频），这个频闪照相的曝光时间为 0.02s。好，我们先来看下这个运动轨迹是不是一条直线啊？所以首先确定是直线运动，再来看下相同时间内通过的位移是不是越来越大啊？说明物体是在做加速运动。再深入判断一下是否为匀加速，那就要看 S 是否为恒量。根据这些数据判断出 S 是 4mm，所以能判断自由落体运动是匀加速直线运动。请记住了，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以我们上节课推

12、的许多适用于初速度为零的匀变速直线运动的特殊规律，一些比例也同样适用于自由落体运动。教师：好，那大家能不能利用之前学过的公式计算一下自由落体运动的加速度是多少？学生：10 m/ 。s2教师：很好，科学研究表明，物体自由下落的加速度来自地球和物体之间的万有引力，也称为重力加速度。常用 g 来表示。所以自由落体运动是初速度为 0，加速度为 g 的匀加速直线运动，g 是矢量，方向始终竖直向下，也就是始终垂直于水平面。注意不是垂直向下，而是竖直向下。教师：同学们请阅读材料 P37页内容，能得到什么知识？学生阅读，得出随着纬度增大，g 也增大，在赤道最小，两极最大。在同一地点，物体的加速度是相同的。师：

13、那么如果要看福州的加速度值是多少？我们应该怎么找呢？师：福州的纬度应该是广州到武汉之间，所以 g 的值也应该在它们之间。好，一般地，在通常计算中 g 取 9.8 ， 粗略计算时 g 取 10 。2sm2sm教师：自由落体运动遵从的规律：，推出：atv0ttvt，推出： 。21s 2g1h教师：这里的 h 是从物体开始下落的位置开始计算的，而不是指物体此时距离地面的高度。教师：请同学们计算一下一只花盆从离地面 20m 高的某座楼 5 层自由下落，经过多长时间到达地面，到达地面速度多大？分析和解根据自由落体运动规律： ，2gt1s表 1 计算小车的加速度 a= T=0.1s计数点 位移 s/m 位

14、移差s/m 分段加速度a/ms-2小车加速度a/ms-201 S1=221 世纪教育网 S2=3 S3=4 S4= S4-S1= 21413Tsa5来源:21 世纪教育网S5=21 世纪教育网S5-S2= 252来源:21 世纪教育网6 S6= S6-S3= 2363Tsa321aa教师：下面开始做实验，打出两条纸带。纸带要留着我们下节课分析。有什么问题举手问老师。（15 分钟过去了）教师：同学们都基本完成了，回去你们想想着怎么分析纸带，利用途中的表格,试着求出纸带的加速度。 可得 t=2.44s花盆落地速度： 24.4m/sgtvt教师：从五楼掉下的花盆到达地面所用的时间 2.44s 是长是短，那么住在高楼的同学应该注意什么，在工地的工人为什么必须戴上安全帽？引导学生思考自由落体运动的规律在实际学生活中 的运用，并且向学生展示一些 ppt 图gh2片。