高一物理自由落體運(yùn)動(dòng)人教必修版

1、高一物理自由落體運(yùn)動(dòng)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2能用打點(diǎn)記時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析。3知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，知道在地球上不同地方，重力加速度大小不同。4掌握如何從勻變直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。5初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。過(guò)程與方法1由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，采取實(shí)驗(yàn)室的基本實(shí)驗(yàn)儀器打點(diǎn)記時(shí)器，記錄下運(yùn)動(dòng)的信息，定量地測(cè)定重物自由下落的加速度，探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律的同

2、時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究方法。2培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言歸納總結(jié)規(guī)律的能力。3引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成進(jìn)行簡(jiǎn)單物理研究習(xí)慣、根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法。4引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度 變化的規(guī)律。5教師應(yīng)該在教學(xué)中盡量為學(xué)生提供制定探究的機(jī)會(huì)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、討論和交流。情感態(tài)度與價(jià)值觀1調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力/。2滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型自由落體3培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí)，敢于提出與別人不同的見解。教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)是使學(xué)生掌握自由落體的速度和位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。自由落體

3、的特征是初速度為零，只受重力作用(物體的加速度為自由落體加速度g)。教學(xué)難點(diǎn)是演示實(shí)驗(yàn)的技巧及規(guī)律的得出，介紹伽利略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及巧妙的推理。教具2 / 12牛頓管、硬幣、小紙片、打點(diǎn)記時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶、重物等課時(shí)安排 1課時(shí)教學(xué)內(nèi)容復(fù)習(xí)提問s1s2s3=149sss135引入新課演示：多種小物體的下落。我們都見過(guò)雨滴、雪片從天而降，樹葉飄落，蘋果墜地以及石子落入水井中，上述物體都是受到重力作用而豎直下落的。落體運(yùn)動(dòng)：指出在地面附近的任何物體，脫離支持物后，豎直落向地面的運(yùn)動(dòng)叫做落體運(yùn)動(dòng)。研究落體運(yùn)動(dòng)對(duì)我們的生產(chǎn)和生活有非常重要的意義。如：我們通過(guò)墜落的石子來(lái)測(cè)量井口到水面的深度；飛機(jī)

4、空投人員和貨物時(shí)使用降落傘以減小著地速度等都用上了自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。引入新課歷史回顧及實(shí)驗(yàn)演示：取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落，觀察下落情況。結(jié)論：“物體越重，下落得越快”。1亞里士多德(Aristotle)的認(rèn)識(shí) 從公元前4世紀(jì)至公元17世紀(jì)，這種觀念統(tǒng)治了人們兩千多年之久。2伽利略(Galileo)的貢獻(xiàn)(1638年) 兩個(gè)物體mAmB分別由同一高度下落，重的物體比輕的物體下落的快，當(dāng)把兩物體捆在一起仍從同一高度下落情況會(huì)是怎樣呢？結(jié)論：整體分析：當(dāng)把兩個(gè)物體捆在一起時(shí)mC=mAmB，因?yàn)樾陆M成的物體比上述兩個(gè)物體中的任一個(gè)都重從而下落的應(yīng)最快。局部分析：

5、A物體下落的快，受到一個(gè)下落得慢的物體B的作用，結(jié)果就像一個(gè)大人拉著小孩向前跑，比單獨(dú)大人跑要慢，比小孩單獨(dú)跑要快一樣，他們的共同速度應(yīng)介于A、B兩物體之間即vAvCvB。伽利略用歸謬法巧妙地否定了亞里斯多德的觀點(diǎn)，從而得出結(jié)論：重物體不比輕物體下落得快。問題：到底是誰(shuí)的觀點(diǎn)對(duì)呢？我們可做個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，試試看。演示2：取一顆小石子，一張比小石子重的大紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落，觀察下落情況。結(jié)論：“觀察出小石子先著地，得出物體越輕下落越快?！毖菔?：取兩張完全相同的大紙片，它們的重力是相同的，這樣重力對(duì)下落的作用是相同的（采用控制變量法），再把其中的一張捏成紙團(tuán)，讓它們從同一高度同時(shí)下落。結(jié)

6、論：“觀察到紙團(tuán)先著地，重力相同的兩個(gè)物體下落快慢可能不同?！蔽矬w下落的快慢和物體的輕重關(guān)系比較復(fù)雜，既不能說(shuō)越重越快，也不能說(shuō)越輕越快，重力相同的兩個(gè)物體下落快慢可能不同。那么，除了物體的重力外，影響以上各實(shí)驗(yàn)物體下落快慢的因素還可能有什么呢？學(xué)生討論分析分析前面各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因得出是空氣阻力的影響。影響空氣阻力大小的因素太復(fù)雜（物體形狀、速度大小、空氣密度等），引導(dǎo)得出最好先研究在沒有空氣阻力的條件下的落體運(yùn)動(dòng)。問題與假設(shè) 空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素，若消除空氣阻力，輕重物體的下落快慢會(huì)怎樣呢？思維敏捷的學(xué)生對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象進(jìn)行分析后會(huì)作出各種假設(shè)，學(xué)生們爭(zhēng)論不休，期盼結(jié)論

7、。演示4：取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，將紙片捏成團(tuán)。讓硬幣與紙團(tuán)從同一高度同時(shí)自由下落。現(xiàn)象：觀察到在空氣阻力可忽略時(shí)，兩者幾乎同時(shí)著地。演示5：通過(guò)牛頓管來(lái)演示羽毛和錢幣下落的快慢現(xiàn)象：沒有抽氣時(shí)，羽毛比錢幣下落慢得多，盡量抽空管內(nèi)空氣后，兩者幾乎同步下落，同時(shí)落到牛頓管的下端，硬幣落下有聲，眼可直接觀察雞毛下落。結(jié)論：物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，沒有空氣阻力時(shí)，羽毛和錢幣下落一樣快。引入自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。一自由落體運(yùn)動(dòng)1定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2說(shuō)明：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際問題中有空氣時(shí)，物體的密度不太小，速度不太

8、大(H不太高)，在空氣阻力遠(yuǎn)小于物體的重力，空氣阻力的作用可以忽略不計(jì)時(shí)，落體運(yùn)動(dòng)可以近似看成是自由落體運(yùn)動(dòng)。3推論：在沒有空氣阻力時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在同一地點(diǎn)不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況都相同。二自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：（探索自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)）（說(shuō)明下一節(jié)有關(guān)于伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，請(qǐng)同學(xué)們閱讀）從實(shí)驗(yàn)中知道，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種變速直線運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？是一般的變速直線運(yùn)動(dòng)，還是勻變速直線運(yùn)動(dòng)呢？（展示重物自由下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的一條紙帶）從紙帶可以看出，在相等的時(shí)間間隔里，小球下落的位移越來(lái)越大，表明小球在做加速運(yùn)動(dòng)。（演示實(shí)驗(yàn)）利用重物自由下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

9、打下的紙帶，測(cè)出有關(guān)的數(shù)據(jù)，利用結(jié)論SSSSSaT2，定量判斷出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并求出加速度的大?。ㄔ谔幚砑垘强梢岳猛队?，教師測(cè)量數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自己處理并得出結(jié)果）（教師小結(jié)）1結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)不同重量的物體在被抽掉空氣的玻璃管內(nèi)下落的情況的比較，可以得出的結(jié)論是：在沒有空氣阻力時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在同一地點(diǎn)不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況都相同，所以它們從靜止開始在相同時(shí)間里下落的位移必定相同，根據(jù)公式Sat2/2，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都具有相同的加速度。在同一地點(diǎn)的不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均相同。2 自由落體加速度：(1)

10、在同一地點(diǎn)，不同物體作自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。物體自由下落時(shí)速度變化的快慢都一樣。我們平時(shí)看到輕重不同，密度不同的物體下落時(shí)的快慢不同，加速度不同，那是因?yàn)樗鼈兪艿降淖枇Σ煌木壒省?2)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，其大小與物體所在地球上的位置有關(guān)，與離地面的高度也有關(guān)。在通常情況下，重力加速度取g=9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)g取g=10m/s2 。(3)重力加速度是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方向相同。由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要把

11、V0取零，并且用g來(lái)代替加速度a就行了。三自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：1規(guī)律：速度變化規(guī)律 Vtgt位移變化規(guī)律 Sgt2/22推論：Vt22gs Vt/2Vt中3特點(diǎn)：V1 V2V3123S1S2S3 122232SSS 135SSSSSgT2例1。物體從離地h 高處下落，它在落地前的1s 內(nèi)下落35m，求物體下落時(shí)的高度及下落時(shí)間。解析：設(shè)下落時(shí)間為t ,則有：最后1s 內(nèi)的位移便是ts內(nèi)的位移與(t-1)s內(nèi)的位移之差：s=gt2-g(t-1)2代入數(shù)據(jù)：35=5t2-t(t-1)2得t =4s 下落時(shí)的高度h=gt2=80m例2：長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)桿AB，從靜步開始豎直落下，求它全部通過(guò)距下端h處的p

12、點(diǎn)所用時(shí)間是多少？解析：由于細(xì)桿上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同，可以將整個(gè)桿轉(zhuǎn)化為一個(gè)點(diǎn)，例如只研究A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。B下落h時(shí)，桿開始過(guò)P點(diǎn)，A點(diǎn)下落h+L時(shí)，桿完全過(guò)P點(diǎn)。從A點(diǎn)開始下落至桿全部通過(guò)P點(diǎn)所用時(shí)間為t1 =A點(diǎn)下落h所用時(shí)間，t2 =桿通過(guò)P點(diǎn)所用的時(shí)間，t=t1 t 2 =通過(guò)草圖分清各階段運(yùn)動(dòng)，然后用自由落體運(yùn)動(dòng)公式求解。鞏固應(yīng)用1做一做：測(cè)定反應(yīng)時(shí)間（詳見教材）（學(xué)生對(duì)這個(gè)小實(shí)驗(yàn)興趣極大，個(gè)個(gè)躍躍欲試，可多做幾位，g 取10m/s2，教師必須先測(cè)算出一些數(shù)據(jù)，做好準(zhǔn)備）2某人要測(cè)一座高塔的高度，從這座塔頂上靜止釋放一個(gè)小石塊，測(cè)得石塊從釋放到落地時(shí)間是3.0s，問塔有多高？g取10m

13、/s2。3甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的2倍，甲從H米高處自由落下，乙從2H米高處與甲同時(shí)自由下落，下面說(shuō)法中正確的是： A：兩物體下落過(guò)程中，同一時(shí)刻甲的速度比乙的速度大。 B：下落過(guò)程中，下落1s末時(shí)，它們速度相同。 C：下落過(guò)程中，各自下落1m時(shí)，它們的速度相同。 D：下落過(guò)程中，甲的加速度比乙的大。4一個(gè)自由落體落至地面前最后一秒鐘內(nèi)通過(guò)的路程是全程的一半，求它落到地面所需的時(shí)間。解析：物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，第n秒通過(guò)的路程為sN，n秒內(nèi)通過(guò)的路程為sn，則物體在n-1秒內(nèi)通過(guò)的路程為sn-1，則根據(jù)題意，得【課堂小結(jié)】1自由落體運(yùn)動(dòng)是一種非常重要的運(yùn)動(dòng)形式，在現(xiàn)實(shí)生活中有許多落體運(yùn)動(dòng)可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，研究自由落體運(yùn)動(dòng)有著普遍的意義。2為了研究自由落體運(yùn)動(dòng)，我們運(yùn)用了物理學(xué)中的理想化方法，從最簡(jiǎn)單、最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素，去掉次