高一粤教版必修一物理第二单元配套教案史上最详细的家教教案.docx
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高一粤教版必修一物理第二单元配套教案史上最详细的家教教案
2.1探究自由落体运动
一、三维目标
（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；
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、知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，知道其加速度是什么。
（二）过程与方法
1、培养学生的观察能力和逻辑推理能力；
2、进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；
3、通过对落体运动的实验探究，初步学习使用控制变量法。
（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达能力；
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、通过实验，培养学生的合作精神。
4、通过史实，培养学生学会质疑的科学素养。
二、教学重点
认识自由落体运动及影响物体下落快慢的因素
三、教学难点
影响物体下落快慢的因素
四、教学方法
探究法、讨论法、讲授法
五、教学器具
多媒体课件，纸张，硬币、电火花打点计时器、直尺、两条纸带、勾码、铁夹、牛顿管等
六、教学流程
1、落体运动的思考
（一）引入新课
生活现象引入：
树叶飘落，雨滴下落等这类物体落下的运动就是落体运动。
教师问：
什么是自由落体运动呢，我们先来看一下什么叫落体运动。
树叶飘落，雨滴下落等这类物体落下的运动就是落体运动。
那么落体运动都有什么规律呢？
（二）落体运动的思考：
教师：
介绍亚里多德以及其观点。
引出伽利略的观点，得出两种结论相互矛盾。
【亚里士多德：
物体越重,下落越快。
伽利略：
假设亚里士多德的观点是正确的（即重的物体下落快）。
得出两种结论是矛盾的】
（三）提出本节课要探究的问题：
教师：
物体下落过程中的运动情况与什么有关？
（四）实验与探究
（1）比萨斜塔落体实验
（2）实验：
将一个物体装入信封后与同样的物理一起下落。
信封下落慢，证明亚里士多德的观点是错的。
由
（1）和
（2）得出结论：
物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。
那么物体下落过程中的运动情况与什么因素有关呢?
也就是说物体下落的快慢与什么因素有关呢?
（五）观察与思考
牛顿管实验
师：
我们刚才看到的是纸片是飘落下去的，为什么？
（有空气阻力）那如果把空气阻力消除掉又会是怎么样呢？
下面我们来做牛顿管实验（拿出牛顿管），这个就是牛顿管，玻璃管的一端装有阀门，里面有两个小宝贝，前面的同学告诉大家是什么小宝贝？
（一个金属片和染红的羽毛）哪个比较重？
（金属片）现在牛顿管理面充满空气的，看看哪个下落得快？
（走下去演示几次，金属片比羽毛快很多）现在把里面的空气抽掉，请一位同学上来做做。
师：
这就是用来抽水的抽水泵，我们现在抽的是空气，不是水，把橡皮管插好，开始抽气，把手放在这里，有什么感觉？
（有气体出来，越来越少）几乎没什么空气出来的时候，就抽得差不多啦，行啦，关上阀门。
当然，由于技术的原因，不可能把里面的空气完全抽光。
好，现在是在几乎真空中金属片和羽毛同时下落，看看哪个下落得比较快。
（同时落地）
师：
在几乎没有空气的情况下，轻重不同的两个物体同时落地，说明影响物体下落快慢的原因就是——空气阻力。
（板书：
影响下落快慢：
空气阻力）消除了空气阻力，物体就只受重力，而且是从静止开始下落，这样的运动就叫做自由落体运动。
它有哪两个条件？
（板书：
自由落体条件：
①只受重力作用②从静止开始下落（
）
（六）实验验证
1971年美国宇航员斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面。
（多媒体演示）
（七）得出概念
物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
特点：
1、初速度为0；2、只受重力或空气阻力远小于重力时空气阻力可以忽略不计。
2、记录自由落体运动轨迹
师：
同学们，我们要研究自由落体运动，就要知道物体下落的……
生：
位移、速度、时间
师：
要记录物体运动的位移和时间，就要用……
生：
打点计时器
师：
好，同学生桌面上有两条纸带，可以打多少次？
（4次，两面都可以打）我们不用那么长的纸带，一半就够了，这样就可以打8次。
把纸带穿过限位孔，用手固定住打点计时器，平方还是竖放？
（竖放）为什么?
（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。
七、板书设计：
探究自由落体运动
1、落体运动
2、影响物体下落快慢的因素：
空气阻力
3、概念：
只在重力作用下从静止开始下落的运动
4、条件：
V0=0；只受重力或
时
5、记录自由落体运动轨迹【速度方向不变，有加速度、s正比于时间的平方，相邻相等时间间隔位移差为常数。
】
2.2自由落体运动规律
一、三维目标
1．知识与技能
（1）理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
（2）理解自由落体运动的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。
（3）掌握自由落体运动的规律.
2．过程与方法
（1）通过对自由落体运动纸带的研究，学会分析和处理纸带上记录的运动信息.
（2）通过自由落体运动的相关物理变化规律的学习，培养分析、推理能力.
3．情感态度与价值观
（1）经历对自由落体运动的研究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性.
（2）通过高空坠物危险性的分析体会这种行为的恶劣性，提高自身综合素质。
二、教学重点
1、如何证明自由落体运动是匀变速直线运动
2、自由落体运动规律的推导及其应用
三、教学难点
1、引导学生由观察到的现象和实验数据猜想自由落体运动为匀变速直线运动
2、自由落体运动规律的推导及其应用
四、教学方法
实验猜想法、理论探究法、讲授法
五、教学器具
多媒体课件，纸张，硬币、电火花打点计时器、直尺、两条纸带、勾码、铁夹、牛顿管等
六、教学流程
1、复习与引入
上一节课我们在实验室探究了自由落体运动，明白不同的物体下落快慢可能不相同，主要原因是因为空气阻力的影响，而做自由落体运动的物体不受空气阻力的影响，因此自由下落的物体下落情况相同。
【复习自由落体运动定义、条件、特征。
】
上节课在实验室中打出了自由落体运动的纸带信息，并且在作业初步分析了纸带信息，但是没有进一步分析它究竟是一种什么性质的运动，这节课的内容就是要进一步的探究。
2、新课教学
提出探究自由落体运动规律的思路：
猜想——验证——推导公式
依据纸带提出猜想：
引导学生猜想自由落体运动的运动性质：
（1）匀速直线运动——不可能（两点间的距离不等）
（2）匀变速直线运动——可能（直线运动，速度变化）
进一步假设，如果自由落体运动是一个匀变速直线运动，它的特征还有哪些？
【初速度为0、运动方向竖直向下】
引导学生如何证明此猜想：
想要证明自由落体运动是匀变速直线运动，只需证明其速度均匀变化，即只需证明加速度ａ为固定值。
假设自由落体运动是匀变速直线运动，由初速度为零的匀变速直线运动速度公式
知道，物体的速度是均匀增加的，即从静止开始，每隔1s，其速度分别为0,1a,2a.3a,4a,5a,6a,7a,8a.....，如果我们求出这个过程的平均速度，再由平均速度的公式
，通过计算值跟实际的位移测量，便可了解这个过程的运动情况了。
如何求这段过程的平均速度，我们从数学的角度思考这个问题。
。
。
。
。
。
。
。
借助数学方法，我们可以得到物体做自由落体运动时，在某一过程中的平均速度与该过程中的初速度和末速度的关系为
，结合
，可以得出其位移随时间变化的关系为
，通过对纸带上位移与对应时间的测量，我们就可以计算出物体的加速度，进而验证自由落体运动是匀变速直线运动。
通过公式变形，得出
。
【讨论与交流】
通过对纸带上不同打点的测量计算，求出下落的加速度是否一样？
加速度有多大？
并求出某打点的瞬时速度。
3、自由落体运动规律
自由落体运动是一种初速度为零的匀变速直线运动，其加速度是一个常量，ａ为常量有两层含义：
１）某一自由落体运动的加速度为固定值
２）不同物体自由下落的加速度也为固定值
因此我们用一个特殊的符号ｇ来代替这一固定的ａ值。
我们用g来表示自由落体运动的加速度，g成为重力加速度，g=9.8m/s2,粗略计算时，我们可以取g=10m/s2.方向总是竖直向下的。
大家请看
地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，维度越高，重力加速度的数值越大。
综上所述：
自由落体运动是一种初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动
其速度公式和位移公式可以写成：
4、．规律的应用：
【例题讲解P24】
（１）课堂活动：
测定反应时间
人对周围发生的事情都需要一段时间来作反应，从人发现情况到采取行动所经历的时间，称为反应时间。
让甲同学在乙同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺，乙同学的大拇指与食指之间的距离保持在3ｃｍ左右，在没有任何预示的前提下，甲同学突然放开直尺，乙同学尽快用手夹住它。
运用刚学过的自由落体运动规律就可以求出乙同学的反应时间。
（２）思考：
生活当中，高空坠物已成为社会的一大公害，那么高空坠物究竟有多大的危害呢？
例1：
一花盆从5楼的高度由静止开始坠下，忽略空气阻力的作用，问：
果核坠落到地面时的速度为多大？
（每层楼高3米，g取9.8m/s²）
通过计算得到该花盆落到地面的速度大约是17.15ｍ／ｓ，这个速度比以60ｋｍ／ｈ行驶的汽车速度还要大，将对人造成极大的伤害，甚至会威胁到人的生命。
（３）讨论与交流
雨滴下落的高度大约是1.5ｋｍ，比花盆高得多，如果它作自由落体运动，计算它落地时的速度？
思考，为什么下落高度比花盆高得多的雨滴却不会对人造成伤害？
2．3从自由落体到匀变速直线运动
一、三维目标
1．知识与技能
1.理解从自由落体运动到匀速直线运动的推理思想。
2.掌握匀变速直线运动的规律，并能够应用匀变速直线运动的速度公式和位移公式。
3.能识别不同形式的匀变速直线运动的速度-时间图象。
2．过程与方法
1、通过学生对伽利略斜面实验的操作、讨论，配合老师的讲解，让学生理解从自由落体运动到匀变速直线运动的推理思想。
2、通过对习题的练习讲解，让学生更好地掌握与应用匀变速直线运动的速度公式以及位移公式。
.
3．情感态度与价值观
（1）经历对伽利略斜面实验的研究过程，培养学生科学探究的精神。
（2）让学生感受物理来源于生活，应用于生活，激发学生的学习物理的兴趣。
二、教学重点
从自由落体运动到匀变速直线运动的推理过程。
匀变速直线运动的规律以及应用。
三、教学难点
伽利略斜面实验的推理思想
四、教学方法
实验探究法、讲授法、习题练习法
五、教学器具
多媒体课件，斜面实验装置
六、教学流程
1、课堂引入:
上节课我们通过打点计时器打下的自由落体运动的纸带，研究了自由落体运动的运动规律，同学们回忆一下，自由落体运动是一种什么样的运动？
【初速度为零，加速度为g的匀变速直线运动，加速度为一个常量，方向竖直向下，他的速度公式和位移公式分别是
2、实验探究：
四百多年前，在没有计时工具和能够记录物体运动轨迹的仪器，因此，伽利略就设计了一个斜面实验，对自由落体运动也进行了一个比较精确的研究。
【介绍伽利略斜面实验】，经过多次实验，伽利略得出了从静止开始下滑的物体其位移正比于时间的平方。
下面，让我们一起来模拟伽利略的斜面实验，请同学们在试验的过程中记录相关的数据，完成数据记录表格。
3、实验分析总结：
通过实验，我们发现，当我们把斜面改变不同的角度时，位移正比于时间的平方这个关系依然成立。
只是位移与时间平方的比值随斜面倾角的增大而增大。
当斜面倾角增大到90度时，为自由落体运动，此时位移与时间平方的比值为最大。
当倾角为0度时，这时候运动就变成了匀变速直线运动，从对自由落体运动研究得出的结论出发，我们可以得出匀变速直线运动的运动规律。
4、匀变速直线运动规律：
匀变速直线运动的速度公式
，匀变速直线运动的位移公式
5、一个有用的推论
从匀变速直线运动的速度公式和位移公式出发，消去时间，可以推出
1．公式：
2、匀变速直线运动三公式的讨论
1）．三个方程中有两个是独立方程，其中任意两个公式可以推导出第三式。
2）．三式中共有五个物理量，已知任意三个可解出另外两个，称作“知三解二”。
3）．Vo、a在三式中都出现，而t、Vt、s两次出现。
4）．已知的三个量中有Vo、a时，另外两个量可以各用一个公式解出，无需联立方程．
5）．已知的三个量中有Vo、a中的一个时，两个未知量中有一个可以用一个公式解出，另一个可以根据解出的量用一个公式解出。
6）．已知的三个量中没有Vo、a时，可以任选两个公式联立求解Vo、a。
7）．不能死套公式，要具体问题具体分析（如刹车问题）。
6、练习解答：
【P28例题】
1．物体作匀加速直线运动，加速度为2m／s2，就是说（）
A．它的瞬时速度每秒增大2m／s
B．在任意ls内物体的末速度一定是初速度的2倍
C．在任意ls内物体的末速度比初速度增大2m/s
D．每秒钟物体的位移增大2m
2．物体沿一直线运动，在t时间内通过的路程为S，它在中间位置s／2处的速度为vl，在中间时刻t／2时的速度为v2，则Vl和v2的关系为（）
A．当物体作匀加速直线运动时，v1>v2
B．当物体作匀减速直线运动时，v1>v2
C．当物体作匀速直线运动时，v1=v2
D．当物体作匀速直线运动时，v13．一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为O．5m/s2，则此物体在4s末的速度为___________m／s；4s初的速度为___________m／s。
4．摩托车从静止开始，以al=1．6m/s2的加速度沿直线匀加速行驶了tl=4s后，又以a2=1．2m／s2的加速度沿直线匀加速行驶t2=3s，然后做匀速直线运动，摩托车做匀速直线运动的速度大小是____________。
5．如图是某质点做直线运动的速度图像。
由图可知物体运动的初速度________m/s，加速度为__________m/s2。
可以推算经过________s，物体的速度是60m/s，此时质点的位移为_______。
6如何用图像法推导出匀变速直线运动的位移公式？
2．4匀变速直线运动与汽车行驶安全
一、三维目标
1.知识与技能
（1）掌握判断汽车安全与否的方法；
（2）知道反应时间、反应距离、刹车距离、停车距离、安全距离的概念；
（3）能够根据具体情况计算高速公路的限速值；
2.过程与方法
（1）通过视频和动画形象地演示汽车刹车的过程，结合例题使学生了解判断汽车安全与否的方法。
（2）通过视频解说使学生知道反应时间的概念，在结合例题使学生体验到反应时间在汽车安全问题中的重要影响作用。
（3）通过酒后驾驶的例题计算使学生明白酒后驾驶的危害。
（4）通过视频展示交通事故带来的人间悲剧，在结合具体例题计算高速公路的限速问题，使学生知道超速是五大交通杀手中第一杀手。
3.情感态度价值观
（1）知道交通事故带来的危害。
（2）认识交通安全的迫切性。
（3）提高交通安全意识。
二、教学重点
刹车距离的计算方法以及限速值的计算
三、教学难点
判断汽车安全与否
四、教学方法
讲授法、习题练习法
五、教学器具
多媒体课件
六、教学流程
1、复习旧知识：
1.匀变速直线运动速度与时间关系？
2.匀变速直线运动位移与时间关系？
3.匀变速直线运动速度与位移关系？
2、引入新课：
播放视频：
当滚滚车轮行驶在生命的边缘，我们该如何面对？
汽车这一文明产物给人类的生活带来了方便、舒适和惬意。
但惨烈车祸也一直如影随形。
超速，超载，酒后驾驶，疲劳驾驶，无证驾驶五大交通杀手，你是否还要继续？
3、判断汽车是否安全：
例题1：
在高速公路上行驶的速度为108km/h,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来。
问该汽车是否会有安全问题？
提示：
1.通过计算比较哪个物理量来判断汽车是否会有安全问题？
2.计算位移有哪些公式？
我们在这里应该选用哪个公式？
答：
1.通过比较汽车刹车位移和80m的大小判断汽车是否安全。
如果刹车位移大于80m，则有安全问题，反之则没有安全问题。
2.这里使用或
解：
设汽车运动方向为正方向，则 108km/h=30m/s
根据得：
60m<80m，故：
汽车没有安全问题
4、反应时间：
播放视频：
影响汽车安全与否的因素除了速度还有反应时间，视力，视野等等。
例题2：
汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，若驾驶员的反应时间为0.5s，之后汽车以恒定的加速度经过4s才停下来。
问该汽车是否会有安全问题？
提示：
1.反应时间内驾驶员有没有作出反应？
2.在反应时间内汽车做什么运动？
3.停车距离与反应距离和刹车距离的关系是什么？
答：
分析：
反应时间内驾驶员没有做出反应，汽车做匀速直线运动。
如图：
停车距离=停车距离+刹车距离
解：
设汽车运动方向为正方向，则：
108km/h=30m/s
反应时间内：
根据得：
S=S1+S2=75m
75m<80m，故：
汽车没有安全问题
5、酒后驾驶：
播放视频：
酒后驾驶，害人害己。
例题3：
汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，若驾驶员当时酒后驾驶，反应时间延长为1.5s，之后汽车以恒定的加速度经过4s才停下来。
问该汽车是否会有安全问题？
答：
酒后驾驶，驾驶员的反应时间变长，停车距离变长，发生交通事故的可能增大。
解：
设汽车运动方向为正方向，则：
108km/h=30m/s
反应时间内：
根据得：
S=S1+S2=105m
105m<80m，故：
汽车没有安全问题。
6、限速问题：
播放视频：
篮球女孩。
车祸猛于虎，超速等交通杀手制造了一幕幕人间悲剧。
交通安全时刻铭记于心。
例题4：
高速公路给人们出行带来了方便，但是因为在高速公路上行驶的车辆速度大，雾天往往出现十几辆车追尾相撞的车祸，因此交通部门规定在大雾天关闭高速公路。
汽车在广深高速正常行驶的速度为120km/h，汽车紧急刹车产生的最大加速度为6m/s。
如果某天有薄雾，能见度为40m，为行驶安全汽车行驶速度应作何限制？
（设司机反应时间为0.6s）
提示：
1.120km/h是汽车的初速度吗？
2.根据题意，汽车必须在多少米内停下来？
3.反应时间对停车有何影响？
.
答：
120km/h并不是汽车的初速度，而本题要求的限速值才是汽车的初速度，汽车必须要在40m内停下来。
反应时间内汽车在做匀速直线运动。
解：
设汽车运动方向为正，限速值为V0，则：
根据有：
反应时间内：
又由题可知:
联立以上方程得：
V0=18.6m/s=67km/h
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