自由落体运动教学设计.docx
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自由落体运动教学设计
姓名：
王峰
单位：
调兵山市第二高级中学
教案：
高一物理
题目：
自由落体
XX账号：
zyzs2003
密码：
wangfeng780316
《自由落体运动》教案
调兵市第二高中王峰
一、教材分析
1.本节内容在教材中的地位和作用
本节内容是在学生学习了运动学的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。
通过对自由落体这种常见的特殊的运动的研究,对前面知识进行进一步的复习和巩固；
另一方面,通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法，为以后研究比较复杂的运动所遵循的规律打下良好的基础。
所以也是后续教材内容的知识储备。
同时被节课也加强了课本与实际生活的联系，是培养学生思维的探究课，联系生产生活实际的应用课，所以本节课的教学内容在本章教学过程中具有重要的地位和作用。
2.教材的思想体系：
（1）利用的牛顿管实验，验证在无阻力情况下物体下落快慢相同，并观察到其轨迹是直线。
（2）利用试验和数据表以及匀变速直线运动的研究方法（这一点很重要，是这堂课的重点和难点），确定自由落体运动是匀变速的。
（3）揭示重力（自由落体）加速度的概念，给出不同地点的测量值（由学生通过观察得出重力加速度与纬度的关系，为后续天体运动的教学作一铺垫）以及常用值。
（4）归纳出其运动性质和运动规律，并能运用。
因此，教材的主体思想是，经过实验探究及分析，归纳出自由落体运动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律，达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。
二、教学目标
1、知识与能力
（1）理解自由落体运动，理解重力加速度.
（2）掌握自由落体运动的规律.
（3）培养分析、推理和判断处理数据等综合思维能力。
2、过程与方法
通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学实验和科学推理是揭示自然规律的重要方法和必要手段。
3、情感、态度和世界观
（1）感受前人（亚里士多德、伽利略）崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。
促进学生形成科学思想和正确的世界观。
（2）充分利用多媒体辅助教学、演示实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态。
三．重点和难点
重点：
对自由落体运动性质的探究过程及运动规律的掌握和运用；
难点：
自由落体运动性质的探究过程。
突破的方法：
在课堂上精心设计实验，用实验事实帮助学生建立起正确的观点。
利用多媒体课件，依据学生已有的知识和物理研究方法，通过实验观察、分析数据、归纳结论、类比迁移自己推导出自由落体的运动性质和规律。
四．教法和学法
物理学是一门以实验为基础的学科，自由落体运动的规律就是来源于实验中的探索。
教学实践证明：
探索性实验能极大地提高学生学习物理的兴趣，又能使学生从中体会探索自然规律的基本方法，培养他们解决实际问题的能力。
通过实验探索，揭示物理知识的形成和发展过程，创造性地解决问题，也能培养学生的创新精神。
因此，教学中创设适当的物理情景教师边演示边提问，学生边观察边思考，引导学生来探索规律并让学生试着自己得出结论。
最大限度地调动学生积极参与教学活动，教师可在适当的时机给予恰当的思维点拔。
采用：
“复习提问——直观演示——分析讨论——归纳概念·揭示规律——巩固知识”并辅以现代教育教学手段等多种形式的综合进行启发式教学。
对学生来说，重要的是让他们学会学习，“教是为了不教”让他们掌握获取新知识的过程和方法，养成良好的科学素养。
因此在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，注重搜集和处理信息，获取新知识学会解决问题。
采用：
提取旧知识——积极思维——实验探索——构建新知——巩固深化的学法。
五教学过程设计
1教学准备
（1）牛顿管录像
（2）10套：
纸片、硬币，铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、海绵垫、接线板；长刻度尺。
2引入新课：
复习提问匀变速度直线运动规律，回顾学过的知识：
＋
△S＝at2
在日常生活中，我们会看到这种现象：
硬币和纸举到相同高度，硬币的重量比纸重，同时由静止开始释放。
观察哪个先落地？
（演示：
纸和硬币）
观察结果：
硬币先落地。
类似的现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：
物体越重，下落得越快。
那么，他这种说法是否正确呢？
提问：
是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？
演示：
将一张纸和半张纸同时在同一高度同一地点释放；
现象：
轻的物体比重的物体下落的快
演示两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。
把一张纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。
（让学生自己试一试）
我们通过观察这个现象说明了什么？
可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。
那么是什么原因造成的呢？
（学生：
受空气阻力的影响）
正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。
同学们想想看，如果没有空气阻力的影响，也就是在一个没有空气的空间里，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？
（演示牛顿管录像）
看，这是一根玻璃管，管中的空气已经用抽气机抽掉了，里边有一个金属片和羽毛，观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。
（观察现象得出如下结论：
在物体只受重力作用的情况下从同一位置由静止开始下落的物体不论轻重如何下落一样快。
）
定义：
物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
要注意理解“自由”这两个字：
只受重力、初速度为零。
结合上面的实验我们一起总结下，小结：
如果没有了空气阻力，不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。
这种运动只在没有空气的空间里才能发生。
不过，在存在空气的空间里，如果空气阻力的影响很小，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。
我们知道了什么是自由落体运动，下面我们继续深入地分析这种运动。
3实验归纳（演示实验：
将点火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用夹子夹住纸带上方，使重物静止在靠近计时器的下方，然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列小点，那么这些点记录了重物的运动情况。
）
下面大家结合表格来分析下纸带。
表一：
点
相邻计数点间的位移S
位移之差
（cm）
0
1
=4.09
-
=0.39
2
=4.48
-
=0.39
3
=4.87
-
=0.40
4
=5.27
-
=0.39
5
=6.66
提问：
是匀速直线运动吗？
答：
在连续相等的时间内通过的位移不相等，逐渐的增大，所以是加速直线运动。
提问：
是匀加速吗？
是如何判断出来的？
（提示：
回忆前面学过的匀变速直线运动规律：
连续相等的时间
内，物体通过的位移之差为定值。
这是一个判断公式，
，已知的
=0.02秒，见表格）
答：
可以测出连续相等的时间
内，物体通过的位移之差为定值（在误差允许的范围内）。
则物体做匀变速直线运动。
既然是匀加速直线运动，那它的加速度是多少呢？
我们还可以利用位移之差
，求出加速度a。
其中
=0.02秒，下面我们动手计算一下：
a=9.78.
我们一起总结一下：
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
通过多次测量计算：
（1）我们通常用g来表示自由落体加速度，也叫重力加速度，数值近似为9.8
，重力加速度的方向总是竖直向下的。
在实验中，如果要获得更精确的数据，还可以用频闪照相来测量。
（看到课本的表格，从表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，纬度越高数值越大，越靠近赤道数值越小。
）
（2）地球上不同的地方，g取值不同。
从赤道到两极，g逐渐增大。
同一地点g值相同。
4总结规律
既然自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，那么其运动规律与一般规律类似,即为
不同的物体在同一地点，从相同高度同时自由下落的物体，同时到达地面，根据
，则它们的加速度是相同的。
5知识应用：
1：
大家看到课后的测定反应时间小实验。
2：
测量物体从一定高度的楼房掉下，已知落地时的速度v=20m/s，求高度和下落时间。
明确vtht之间关系是已知一个可求另两个的关系。
3教材45页练习题3。
已知石块从井口自由下落了2.5听到回声，计算井口到水面的距离，估算结果比真实值大海实效。
解：
小石块认为是自由落体运动
由
=31.25m
考虑到声音的传播时间可知该值比真实值偏大。
6课堂小结
1．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。
2．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、最基本的情况入手，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经常用到。
3．在研究自由落体运动的过程中我们还给大家介绍了归谬法，即理论推导的一种重要方法，同学们的学习重要的是研究问题的方法而不是知识本身，知识的结论当然重要，但更重要的是如何获取知识，中学学习的一个非常重要的方面就是如何获取知识、处理知识。
4．自由落体运动是一种简单的基本的运动形式，抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成，也就是说自由落体是研究其他抛体运动的基础，一定要抓住其产生的条件和运动规律。
设板书计
自由落体运动
一、 自由落体运动：
１、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。
２、做自由落体运动的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。
二、自由落体运动的性质：
是一种初速度等于零的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度：
１、在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。
２、不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下g取9.8m/s2，粗略计算时g取10m/s2。
３、重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的。
四、自由落体运动的规律：
Vt＝gt
h＝gt2/2
Vt2＝2gh
课后反思：
学案
一．认识什么是自由落体。
二．探究自由落体运动特点，通过分析纸带，思考下列问题：
1．纸带上的点是在一条直线上还是一条曲线上？
2．重锤是在作匀速直线运动吗？
3．是加速还是减速运动？
4．是匀加速运动吗？
我们怎样去判断呢？
我们可以通过测量在连续相等的时间间隔内，物体通过的位移之差是否为一个定值。
若为定值，则是匀变速直线运动。
表一：
点
相邻计数点间的位移S
位移之差
0
1
=
-
=
2
=
-
=
3
=
-
=
4
=
-
=
5
=
5．既然是匀加速直线运动，那它的加速度是多少呢？
我们还可以利用位移之差
，求出加速度a。
其中
=0.02秒，下面我们动手计算一下：
a=.
三、试着写出自由落体运动的规律：
四、应用例题
[课堂训练]
一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验．
（1）现有下列器材可供选择：
铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键．其中不必要的器材是：
；缺少的器材是。
（2）这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带．把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，如图2—4—6所示．
请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：
（3）根据你的计算公式，设计表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度．（结果保留两位有效数字）
（4）估计你的计算结果的误差有多大?
试分析误差的来源及其减小误差的方法．
参考解答：
（1）要根据各校具体使用的仪器作答，例如：
其中不必要的器材是：
电火花打点计时器及碳粉纸、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：
低压交流电源、毫米刻度尺、重锤．
（2）依据的公式：
a＝△x/T2．
（3）数据处理方法不限，要体现取平均值消除误差的思想，表格记录的数据要与所使用的公式匹配．
平均
X／m
（EF）
0.0173
（DE）
0.0134
（CD）
0.0096
（BC）
0.0058
（AB）
0.0019
／
△X／m
／
0.0039
0.0038
0.0038
0.0039
0.00385
a／（m·s—2）
／
／
／
／
／
9．63
（4）实验结果纸带的加速度9．63m／s2与重力加速度的标准值9．8m／s2有偏差，误差大小为△a＝｜19.8—9.63｜m／s2＝0．17m／s2．误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重力的方法，减少摩擦的影响．
[课外训练]
1．大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每天都有很多小陨石落人地球大气层中，但当它们进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁．现在人类向天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后，也让它们进入大气层烧毁，那么小陨石等进人大气层后的运动是自由落体运动吗?
2．甲、乙两物体的质量之比为1：
4，不考虑空气的阻力作用，它们在同一高度处同时下落，则下面说法正确的是………………………………………………（）
A.甲比乙先着地B．乙比甲先着地
C．甲和乙同时落地D．甲比乙的加速度大
3．如果从高楼相隔ls先后释放两个相同材料制成的小球，假设小球做自由落体运动，则它们在空中各个时刻………………………………………（）
A.两球的距离始终保持不变B．两球的距离越来越小
C．两球的距离先越来越小，后越来越大D．两球的距离越来越大
4．我们在电影或电视中经常可看到这样的惊险场面：
一辆汽车从山顶直跌入山谷，为了拍摄重力为15000N的汽车从山崖上坠落的情景，电影导演通常用一辆模型汽车代替实际汽车．设模型汽车与实际汽车的大小比例为1/25，那么山崖也必须用1/25的比例来代替真实的山崖．设电影每1min放映的胶片张数是一定的．为了能把模型汽车坠落的情景放映的恰似拍摄实景一样，以达到以假乱真的视觉效果，问：
在实际拍摄的过程中，电影摄影机第1s拍摄的胶片数应是实景拍摄的几倍?
参考解答
1．解答：
因为自由落体运动的条件之一是只受重力作用，而小陨石进入大气层后的运动速度很大，受空气阻力很大，故不能看作自由落体运动·
2．答案：
C
解析：
物体自由下落过程中的运动情况与物体的质量无关，加速度相同，故甲、乙两物体同时开始下落，也同时着地，故C正确．
3.答案：
D
解析：
因物体做自由落体运动，两物体具有相同的加速度，先释放的小球的速度总是比后释放的小球的速度大，故两球的距离越来越大．
4．答案：
5倍
解析：
可将汽车坠落山崖的运动看作自由落体运动．即模型汽车坠落和实际汽车坠落的加速度相同，根据h=gt2/2由h模＝h/25解得t模＝t实/5．为了使模型汽车的坠落效果逼真，拍摄模型下落的胶片张数应与拍摄实际汽车下落的胶片张数相同，故拍摄模型时每1s拍摄的胶片张数是实景拍摄每1s拍摄胶片张数的5倍．
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