自由落体运动 教学设计

2019-11-23 11:26:20

  教材分析

  自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落的一种理想模型,是一种典型的匀变速直线运动,对自由落体运动的深入分析有利于学生更加深刻的理解匀变速直线运动,也为后面的平抛运动的学习打好基础。这次新教材对这部分的内容分为二块。一块通过演示、实验,分析得出自由落体运动的规律,明确重力加速度的意义,使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。另一块介绍落体运动的研究历史,主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法,使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。本人根据以往的教学经验和学生的认识规律,对这部分教材做了调整。先介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法,得出什么叫自由落体,渗透人文教育。接着重点讨论自由落体运动的性质。最后是对自由落体的规律运用。本节课是在知道了什么是自由落体的基础上通过实验探究自由落体的运动性质。

  教学目标

  一、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在理想条

  件下的运动,知道它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.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规

  解决实际问题.

  5.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.

  二、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,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律。

  4.教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会.根据学生的实际能力去引

  导学生进行观察、思考、讨论和交流.

  三、情感态度与价值观

  1.调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。

  2.渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体.

  3.培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解。

  教学重点

  1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程.

  2.掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题.

  教学难点

  1.理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题.

  2.照相机曝光时间的估算.

  教学方法

  探究、讲授、讨论、练习

  教具准备

  多媒体课件、牛顿管、粉笔、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带,重

  物(两个质量不同)等.

  课时安排:1课时

  教学过程及步骤

  (一)情境导入,激发兴趣

  两个轻重不同的小球同时落地的声音,是那样地清脆美妙!它使人们清醒地认识到,轻重不是下落快慢的原因;它动摇了2000多年来统治着人们头脑的旧观念,开创了实验和科学推理之先河,将近代物理学以至今代科学推上了历史的舞台.当树叶从树上飘落下来,雨滴从屋檐上落下来的时候,你们想过这种运动吗?物体下落的过程有没有一定的规律可循呢?

  今天我们将一起探究这种运动——“探究自由落体运动”.

  (二)组内合作,自学讨论

  探究一:

  轻重不同的物体,下落的快慢是否相同呢?请设计实验验证你的猜想。

  探究二:

  影响物体下落快慢的因素是什么呢?

  探究三:

  自由落体运动是什么性质的运动呢?如何通过实验进行探究?

  (三)班内交流,确定难点

  完成实验后,分析纸带上记录的运动信息,请思考下列问题:

  (1)自由落体运动的轨迹是怎样的?

  (2)重物做自由落体运动的过程中,其速度有没有发生变化?

  (3)相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系?

  (4)影响实验精确程度的因素有哪些?

  参考:分析纸带可获取信息:

  (1)自由落体运动的轨迹是一条直线,速度方向不变;

  (2)连续相同时间内的位移越来越大,说明速度越来越大,即速度大小改变,具有加速度;

  (3)相邻、相等时间间隔的位移之差相等;

  (4)影响实验精确度的因素主要是阻力.

  用打点计时器研究自由落体运动,计算其加速度,换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同,总结得出结论.

  (四)点拨精讲,解难释疑

  探究一:轻重不同的物体,下落的快慢是否相同呢?请设计实验验证你的猜想。

  实验1:一粉笔和一薄纸片同时从同一地点下落,可以看到粉笔比纸片下落得快,说明质量大的下落得快.

  实验2:两张完全相同的纸片,将其中一张卷成纸团从同一高度同时释放,观察到纸团比纸片下落得快,说明质量相同时下落也不一样快.

  结论:物体下落过程的运动情况与物体质量无关。

  探究二:影响物体下落快慢的因素是什么呢?

  “牛顿管”的实验

  将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到的现象是金属片下落得快,羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同.

  做牛顿管对比实验要注意:

  ①抽气达到一定的真空度时,应先关闭钱毛管阀门,然后再停止泵的运转.

  ②先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落,它们几乎同时落到管底.

  ③打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流吹起的现象,再让学生观察羽毛、软木塞或金屑在有空气的牛顿管中同时下落,它们的下落快慢差别很大.

  ④实验时,勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下落的现象.

  结论:影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用,没有空气阻力时,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同

  探究三:自由落体运动是什么性质的运动呢?如何通过实验进行探究?

  ⑴在老师提供实验器材和引导下学生分组独立完成实验。

  ⑵记录数据

  ⑶分析与结论

  结论:自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。

  ⑷自由落体运动规律

  ①初速度为零的匀加速直线运动,其中加速度是常量,用g表示,g称重力加速度。g=9.8m/s2

  ②自由落体运动的位移速度公式:

  位移公式:h=gt2。

  速度公式:v=gt。

  速度与位移公式:

  (五)随堂练习,当堂反馈

  练习1、关于自由落体运动,下列说法错误的是()

  A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动

  B、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动

  C、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动

  D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时,物体静止开始下落的运动可看作自由落体运动

  练习2、关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是()

  A、重的物体g大

  B、同一地点,轻、重物体的g值一样大

  C、g值在地球上任何地方都一样大

  D、g值在赤道处大于北极处

  练习3、水滴从屋檐自由落下,当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时,用时0.2s,空气阻力不计,取g=10m/s2,求此窗户顶端离屋檐的距离?

  (六)归纳总结,科学评价

  这节中我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解.自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动,加速度为g,学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点,是对上节内容的有益补充.要突破此重点内容,一定要把握住一点,即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例vo=o,a=g.我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论,在自由落体运动中均可使用.在使用时要注意自由落体运动的特点,判断是自由落体运动之后方可代人计算.

  自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动,研究自由落体运动有着普遍的意义.

  为了研究自由落体运动,我们运用了物理学中的理想化方法,从最简单、最基本的情况人手,抓住影响运动的主要因素,去掉次要的非本质因素的干扰,建立了理想化的物理模型——自由落体运动,并且研究了自由落体的运动规律,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在后面的学习中我们还要用到.

  布置作业

  1、教材第45页“问题与练习”2、3、4.

  2、固学案

  板书设计

  2.5自由落体运动

  一.自由落体运动

  1、定义

  2、条件

  二、自由落体运动的性质

  1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

  2、重力加速度g

  三、自由落体运动的规律及应用

  教学反思

  作者:李冬俊