高中物理 23 匀变速直线运动实例自由落体运动教案 鲁科版必修1Word下载.docx
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4、了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；
5、着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；
6、总结自由落体运动特点及重力加速度；
7、应用训练
一、引入：
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）
游戏
师：
一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？
生：
测量物体长度的！
大家看到我手里的这把尺子了没有？
我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。
不信？
我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。
可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？
是根据什么原理呢？
我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。
而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。
挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。
从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
不同的物体下落快慢是否一样呢？
物体下落的快慢由哪些量决定？
请大家结合日常生活经验回答问题。
生：
不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。
师：
这位同学回答得对不对呢？
大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。
教师不发表意见，继续做实验。
分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。
物体下落快慢是由质量决定吗？
不是的！
为什么这样说？
第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。
那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？
我想应该是空气阻力。
猜想
如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？
我们来做一个实验验证一下。
验证
牛顿管实验：
刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。
1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？
没有空气阻力，则物体只受重力。
很好！
物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动：
在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。
我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？
比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？
肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。
说得很好！
在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。
但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。
什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件：
一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律
做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？
速度随时间是如何变化的？
位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？
利用打点计时器。
先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。
接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
实验结论是什么？
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
如何得出这个结论？
根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。
于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
回答得非常正确！
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。
那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？
方向如何？
我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。
其他同学的结果呢？
我的也差不多。
关键点提问
大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？
虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：
所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。
所以测出来的结果差不多是符合事实的。
总结归纳重力加速度
同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。
精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：
1、纬度越高，g越来越大；
2、同一纬度，高度越大，g越小。
一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。
例1、下列说法正确的是（BD）
A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
C.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。
D.从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是（A）
A.g是标题，有大小无方向。
B.地面不同地方g不同，但相差不大。
C.在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。
D.在地面同一地方，高度越高，g越小。
例3、AB两物体质量之比是1：
2，体积之比是4：
1，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。
解：
因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样，1：
1；
下落过程加速度也一样都是g，1:
1
例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求
1、经过多长时间落地？
2、第一秒和最后一秒的位移。
3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。
1、
2、
；
3、连续相等时间位移之比1：
3，则位移为
自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的？
学生总结：
回答测反应时间尺的原理
学生分析，自己回答。
2019-2020年高中物理2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系1教案新人教版必修1
一、知识与技能
1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系
2、理解匀变速直线运动的位移及其应用
3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用
4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
二、过程与方法
1、通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。
2、感悟一些数学方法的应用特点。
三、情感、态度与价值观
1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。
2、体验成功的快乐和方法的意义。
1、理解匀变速直线运动的位移及其应用
2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用
1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
2、微元法推导位移公式。
★教学方法
1、启发引导，猜想假设，探究讨论，微分归纳得出匀变速直线运动的位移。
2、实例分析，强化对公式，的理解和应用。
★教学用具：
坐标纸，铅笔
★课时安排：
2课时（第一课时）
★教学过程
一、引入新课
教师活动：
直接提出问题学生解答，培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。
这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系，（投影）提出问题：
取运动的初始时刻的位置为坐标原点，同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式，并说明理由
学生活动：
学生思考，写公式并回答：
x=vt。
理由是：
速度是定值，位移与时间成正比。
（投影）提出下一个问题：
同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图象，猜想一下，能否在v－t图象中表示出作匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？
学生作图并思考讨论。
不一定或能。
结论：
位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。
点评：
培养学生从多角度解答问题的能力以及物理规律和数学图象相结合的能力
讨论了匀速直线运动的位移可用v－t图象中所夹的面积来表示的方法，匀变速直线运动的位移在v－t图象中是不是也有类似的关系，下面我们就来学习匀速直线运动的位移和时间的关系。
二、进行新课
1、匀变速直线运动的位移
（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力
（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：
对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？
学生思考。
我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。
学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。
最后得出结论：
学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。
培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。
培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。
这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。
比如：
一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。
（投影）提出问题：
我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？
学生作v-t图象，自我思考解答，分组讨论。
培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。
（投影）学生作的v-t图解，让学生分析讲解。
（如果学生分析不出结论，让学生参看课本图23-2，然后进行讨论分析。
）
根据图解分析讲解，得出结论：
v-t图象中，图线与t轴所夹的面积，表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。
培养学生分析问题的逻辑思维，语言表达，概括归纳问题的能力。
2、推导匀变速直线运动的位移－时间公式
（投影）进一步提出问题：
根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？
学生分析推导，写出过程：
所以
又
解得
培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力
（投影）展示学生推导过程并集体评价后教师说明：
公式就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。
（投影）进一步把问题进行扩展：
位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移-时间图象，即x-t图象。
运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗？
（v0，a是常数）
学生在坐标纸上作x-t图象。
培养学生把数学课的知识在物理课中应用，体会物理与数学的密切关系，培养学生做关系式图象的处理技巧。
（投影）展示学生画的草图，让学生分析作图的过程。
学生分析讲解。
培养学生结合数学图象和物理知识分析问题的能力和语言概括表述能力。
如果一位同学问：
“我们研究的是直线运动，为什么画出来的x-t图象不是直线？
”你应该怎样向他解释？
学生思考讨论，回答问题：
位移图象描述的是位移随时间的变化规律，而直线运动是实际运动。
培养学生结合数学方法和物理规律辨析问题的能力。
3、对匀变速直线运动的位移－时间公式的应用
（投影）例题（P42）：
引导学生阅读题目，进行分析。
在老师的引导下，在练习本上写出解答过程。
（投影）学生的解答，进行适当点评。
三、课堂总结、点评
本节重点学习了对匀变速直线运动的位移－时间公式的推导，并学习了运用该公式解决实际问题。
在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。
一般情况下，以初速度方向为正方向；
当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；
当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。
代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。
四、实例探究
☆公式的基本应用（）
［例1］火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8km／h，L。
1min后变成54km／h，再经一段时间，火车的速度达到64.8km／h。
求所述过程中，火车的位移是多少？
分析：
火车一直作匀加速运动，其位移可由多种不同方法求解。
解法1：
整个过程的平均速度
m/s
时间t=75s
则火车位移m
解法2：
由得
位移
m
点拨①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；
②为确定解题结果是否正确，用不同方法求解是一有效措施。
☆关于刹车时的误解问题
［例2］在平直公路上，一汽车的速度为15m／s。
，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？
读题指导：
车做减速运动，是否运动了10s，这是本题必须考虑的。
初速度v0=15m／s，a=-2m／s2，分析知车运动7.5s就会停下，在后2.5s内，车停止不动。
解：
设车实际运动时间为t，vt=0，a=-2m／s2
由知
运动时间s
所以车的位移m
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