1、自由落体运动一、教材分析 1课标要求是:“通过实验认识自由落体运动现象”,要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验自由落体运动,并理解自由落体运动产生条件与实质。 2本节是第二章的一个重要而典型的应用型知识点。表现一:落体运动快慢的产生原因分析。二:这是一个贴近日常生活的实际问题,能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。 3自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象,学生往往能感受到,但并没有注意到这一现象的特点,也不明确这就是自由落体运动现象。怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象,而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在,才是本堂课学习重点和难点。二、学情分析
2、学生对自由落体运动有感性的认识,但对自由落体运动概念的理解有一定的困难。首先是学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次生活中的落体运动与自由落体运动是有区别的。故在本节课教学中利用了实验探究的方法,让学生体验、分析、归纳、讨论得出结论。激发了学生的学习兴趣,培养学生透过现象看本质的物理意识。 三、教学目标1知识与技能:(1)认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动;(2) 能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题;(3)初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。2过程与方法: (1
3、)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程,体验自由落体运动现象。 (2)经历实验和理论探究过程,体会科学探究的方法,领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。3情感、态度与价值观: (1)体会生活中的自由落体运动现象,生成“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。 (2)体验自主学习过程,养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。四、重点难点 重点:掌握自由落体运动的规律。 难点:(1)物体下落快慢影响因素的探究; (2)自由落体运动的运动性质的分析。五、教具准备 多媒体课件、牛顿管、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、质量不同的小刚球、直尺等。六、 课时安排 1课时(40分钟)
4、七、教学过程(一)新课引入: 1、复习:什么是匀变速直线运动,其速度公式、位移公式分别是什么? 2、导入:同学们,我们通常有这样的生活经验:重的物体比轻的物体落得快,物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢?我们这节课就来研究这个问题。 (二)、新课教学演示实验:让一个纸片与小钢球同时自由下落,可看到什么现象? 学生:钢球落得快。 老师:对,这就是我们的生活经验,这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的2000多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗?伽利略做过大量的由静止下落的实验,并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下
5、去看课后阅读材料,伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误,他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上,使两铁球同时下落,结果两铁球几乎同时落地。 且再看实验:把刚才的纸片揉成团,和小钢球由静止同时下落,同学再观察: 学生:几乎同时落地。 师:同一个纸片,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢? 学生:这是因为空气的阻力的影响。把纸片揉成团,所受空气的阻力要比纸片所受空气的阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。 老师:如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,和伽利略的结论一样吗? 演示:把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来,让牛顿管中的铜片、羽毛、小木块从静
6、止一起下落。 学生:同时落下。 演示:把小钢球粘在纸片上,与另一个小钢球同时下落。 现象:同时落地。 老师:这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论,给其下一个定义。 学生回答: 在真空中物体只受重力,或者在空气中,物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略的条件下,物体从静止竖直下落。1、自由落体运动板书:自由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。 说明在重力比空气阻力大得多的情况下,可以忽略掉空气阻力,把物体从静止开始下落的运动近似看作自由落体运动.2、自由落体运动的性质学生探究实验师:同学们,我们要研究自由落体运动,就要知道物体下落的那些物理量。生:(位移、速度、时间)
7、师:要记录物体运动的位移和时间,就要用什么仪器生:(打点计时器)师:好,同学生桌面上有一条纸带,可以打多少次?生:(2次,两面都可以打)。把纸带穿过限位孔,用手固定住打点计时器,平方还是竖放?生:(竖放)师:为什么?生:(纸带竖直下落,减小空气阻力)。 用绳子挂住勾码,再用铁夹夹在纸带下端,用手捏住纸带的上端,保持纸带竖直,松手,让纸带自由下落。学生可能会有以下处理方法: 连续相等时间内的位移之差s是一个常数 速度均匀增大(利用v-t图像) st2(利用s-t2图像)教师当场对书本P47的“问题与练习”的问4的闪光照片上的数据利用计算机的EXCEL的图表功能在投影上演示自由落体的s-t2图像和
8、v-t图像,以扩展学生的思路,开阔学生的眼界,懂得用多种方法进行研究。 师生达成共识:自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。(板书) Vt=at; x=(1/2)at2教师引导:根据你处理的数据,请你计算自由落体的加速度。各小组计算结果公布,教师把结果写在黑板上,(各结果有可能有误差)请同学们讨论在实验误差允许下,不同物体的自由落体运动,它们的加速度是否相同? 结论:相同。 自由落体运动的性质(板书) 在地面附近的同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g表示。 重力加速度g的方向总是竖直向下的。 教师强调我们这里的重力加速度的大
9、小g=9801 m/s2。在粗略的计算中,可以把g取作10 m/s2 请学生看书本P46的表格,说说能得到的信息:在地球上不同的地方g的大小是不同的,从赤道到北极,随着纬度的升高而增大。3、自由落体运动的规律因为自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,请同学们推出其速度公式,位移公式以及位移速度公式。学生推导得出:4做一做 (反馈应用 巩固知识) 教师:老师有一个仪器,能测出你到底是反应灵敏还是反应迟钝(开玩笑),只要你一捏我就能知道你的反应时间,(边在过道走,边为学生测量,学生的热情和积极性很高)我把它叫做“反应时间测量尺”,你能知道我这把尺子的奥秘吗? 学生:知道教师:现实生
10、活中人们遇到某种情况时,大脑能迅速作出反应。人从发现情况到作出反应采取行动所需的时间叫做反应时间。有些人反应时间对他们很重要,像运动员,战士,飞行员,司机等。你们也能做一把“反应时间测量尺”吗?,同桌之间相互测一测彼此的反应时间,我们现在不是有一门研究性学习的课程吗!你完全可以用你自己制作的“反应时间测量尺”定一下不同年龄,不同性别,不同职业人的反应时间是多少?也可以看一个人在一天是什么时候反应最快?其实这就是一个很好的研究性学习小课题。1、 甲物体的重力是乙物体的3倍,它们在同一高度处同时自由下落,则下列说法中正确的是 A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大C.甲、乙同时着地D.无法确定谁先
11、着地2、 关于自由落体运动,下列说法正确的是 A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半B.某段位移的中间位置速度等于初速度与末速度和的一半C.在任何相等时间内速度变化相同 D.在任何相等时间内位移变化相同3、 一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最 后1秒内下落了25米,求:物体下落的高度h. (g取10m/s2)八、板书设计 自由落体运动 1自由落体运动 (1)物体由只在重力作用下由静止开始的运动叫自由落体运动 (2)自由落体运动下落的快慢与物体质量无关 (3)自由落体运动是一个初速度为0的匀加速直线运动 2自由落体加速度 (1)自由落体加速度又叫做重力加速度,通常用符号g来表
12、示 (2)在同一地点,一切在自由落体运动中的物体,加速度都相同 (3)自由落体加速度通常取g=98m/s2,方向竖直向下 3自由落体运动是一个特殊的匀加速直线运动(v0=0,a = g) 速度公式: 位移公式:九、布置作业 课后问题与练习:1、2、3十、教学反思 1本节课采取“情景设置问题链接自主探究形成共识,得出结论”的教学方法,学生在趣味实验的激发中,问题的引领下,“我要学、我想学”的情绪洋溢在整个课堂。通过自主体验、互动、互评、自我评价改变学生以往的学习方式,体现新课程提倡自主学习的新理念。 2趣味实验虽简单,但对其的热情高涨出乎教学前的预料;自行制作的测定反映时间尺效果非常好;教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。 3学生自主探究时,有的学生不知道从哪里下手,要求教师给以必要的指导。