高一物理教案：《自由落體運動》教案一

1、高一物理教案：自由落體運動教案一高一物理教案：自由落體運動教案一 教材分析本節(jié)課是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理必修 1 第 二章第五節(jié)的內(nèi)容，在第一章學(xué)生學(xué)習(xí)了對運動的描述和使用打點計 時器后，本章主要運用打點計時器研究勻變速直線運動和物理量之間 的關(guān)系。對自由落體運動進(jìn)行一次個案研究，是勻變速直線運動規(guī)律 的具體應(yīng)用，也為以后學(xué)習(xí)較復(fù)雜的運動打下良好的基礎(chǔ)。因此，本 節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課，培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活實際的 應(yīng)用課，也是為后面知識準(zhǔn)備的鋪墊課。 學(xué)生分析學(xué)生對落體運動都有認(rèn)識，但如何去分析其運動的規(guī)律，學(xué)生還 沒有相應(yīng)的知識儲備。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道了勻變速直

2、線運動 的規(guī)律，而實際生活中的落體運動由于有阻力的影響，并不是勻變速 運動。所以在引入這節(jié)課時，通過不同質(zhì)量的泡沫和紙片以及牛頓管 實驗，讓學(xué)生明確我們研究的自由落體運動是只受重力的理想模型。 再通過頻閃照片，發(fā)現(xiàn)運動規(guī)律，用打點計時器和傳感器計算加速度 的值，這樣對于學(xué)生來說，自由落體運動是勻加速直線運動這一結(jié)論 就能很好地掌握。 教學(xué)目標(biāo)知識與能力目標(biāo)：認(rèn)識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的 因素，理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動；能用打點 計時器探究運動的規(guī)律，知道頻閃照相的原理，了解傳感器的原理。 知道什么是自由落體加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地 方，重力加速

3、度大小不同；初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，重點 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰屯评砟芰Α??過程與方法目標(biāo)：掌握根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的 探究方法；掌握利用實驗數(shù)據(jù)分析并歸納總結(jié)出物理規(guī)律的方法。情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣；培養(yǎng) 學(xué)生的團結(jié)合作精神和協(xié)作意識，敢于積極探索并能提出與別人不同 的見解。 教學(xué)重、難點 重點：自由落體運動的概念及探究自由落體運動規(guī)律的過程。 難點：自由落體運動中不同物體下落的加速度都為 g。 教學(xué)準(zhǔn)備及環(huán)境 泡沫、牛頓管、真空泵、薄紙片、頻閃照相組件、電火花打點計 時器、紙帶、重物、鐵架臺、木尺、光電門傳感器組件（計算機內(nèi)需 要

4、安裝傳感器驅(qū)動）等。 教學(xué)過程1.新課引入師：這是兩把木尺，通過它們，老師能比較出同學(xué)們反應(yīng)的快慢。找一位男生和一位女生上前來參與測試。師：測試前，我來介紹一下規(guī)則。你們伸出一只手在木尺下部做握住木尺的準(zhǔn)備，手與木尺下端對齊，當(dāng)看到木尺下落時，立即握住 木尺。測試結(jié)束，教師讓兩位學(xué)生舉起木尺給其他學(xué)生看。師：他們倆誰反應(yīng)更快？你們倆覺得誰贏了？引導(dǎo)學(xué)生說出判斷的依據(jù)。師：人反應(yīng)的這段時間和木尺下落的時間是一樣的，木尺下落的距離越大，所需時間越長。老師還知道他們的反應(yīng)時間（讀出木尺后 面的時間數(shù)，點評：都很快）。看來木尺下落的距離與時間存在著某種 關(guān)系，今天這節(jié)課我們就來研究物體下落運動的規(guī)律。

5、板書：自由落體運動。師：下落物體的運動叫落體運動，影響物體下落快慢有哪些因素 呢？我們來觀察以下現(xiàn)象。 這是兩塊面積差不多的泡沫，其中一塊綁了一個小砝碼，當(dāng)我 從同一高度釋放，哪塊泡沫先落地？生：重的泡沫先落地，或同時落地。師：好，我們一起來看看。（演示實驗，綁了重物的泡沫先落地） 看來重的物體下落較快。我們再來看看這個實驗。 這是一張紙片，現(xiàn)在我將它撕成一大一小兩片，顯然大紙片要重，將小紙片揉成團，還是從同一高度釋放，哪個先落地呢？（引導(dǎo)學(xué)生分析下落過程中的空氣阻力不同）看來在物體下落過程中，空氣阻力對物體下落的快慢是有影響的。如果在沒有空氣阻力的情況下， 物體下落有著什么樣的規(guī)律呢？這個玻

6、璃管叫牛頓管，里面有一個金屬片和一片羽毛，這一側(cè)是 閥門，現(xiàn)在閥門是導(dǎo)通狀態(tài)， 管內(nèi)是有空氣的， 我將牛頓管倒立過來， 同學(xué)們觀察金屬片和羽毛的下落情況。演示牛頓管實驗： 不抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過來，觀察物體下落情 況（提示學(xué)生金屬片落到底部時， 會發(fā)出聲音，觀察羽毛的運動情況） 現(xiàn)在我們通過一個抽氣泵抽去玻璃管中的空氣，再來看看它們 的下落情況。在抽氣過程中，大家可以想象一下，這兩個物體下落情 況會是什么樣的呢？金屬片比羽毛要重，下落是否要比羽毛快呢？同 學(xué)之間可以交流一下。抽氣完成，再次演示實驗。學(xué)生能很清楚地看到兩個物體幾乎同 時到底部。師：看來兩個物體下落快慢是相同的，也就

7、是說，在沒有空氣阻 力的影響下，物體下落一樣快。像這樣，物體只在重力作用下從靜止 開始下落的運動，叫做自由落體運動。2.新課教學(xué) 板書：一、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。師：從定義上看，自由落體運動需要滿足一定的條件，是什么條 件？生（齊答）：只受重力，初速為零。 師：由于物體在空氣中下落，不可能只受重力，所以自由落體運 動是一種理想化模型。板書：理想化模型。 師：那么在有空氣的空間里，如果空氣阻力的影響很小，也可以 近似看作自由落體運動。比如，牛頓管中的金屬片、上課初演示的木 尺、下落的蘋果等，我們都可以將它們下落初期的運動近似看作自由 落體運動，但紙片、樹葉這樣的物體，下落

8、時受到的空氣阻力影響較 大，那就不能看作自由落體運動?，F(xiàn)在我們對自由落體運動有了正確的認(rèn)識。做自由落體運動的物 體速度越來越快，是加速運動，那是不是勻加速運動呢？提出設(shè)想：自由落體運動是勻加速直線運動嗎？ 師：我們現(xiàn)在通過頻閃照片的方法來研究自由落體運動。（介紹儀器，如圖 1）這是一個電磁鐵，接通電源時有磁性，能吸 附小鋼球。切斷電源，電磁鐵失去磁性，小鋼球由靜止下落。我們可 以把這個過程看作自由落體運動。 這里是一個頻閃光源， 每隔 0.04s 閃 亮一次（打開，讓學(xué)生感受一下） ，在小球下落的過程中，相機的快門 處于打開狀態(tài)。由于光線較暗，相機只能在頻閃光源閃亮的一瞬間拍 下小球該時刻所處

9、的位置， 這樣我們就能記錄下小球每隔 0.04s 所處的 位置，通過后面的標(biāo)尺， 可以研究小球下落過程中位移和時間的關(guān)系。開始實驗。將拍好的照片通過計算機用大屏幕展示給學(xué)生看，一 起讀出不同時刻小球在標(biāo)尺上對應(yīng)的距離， 找一位學(xué)生上臺記錄數(shù)據(jù)。 處理數(shù)據(jù)看是否滿足勻加速直線運動的規(guī)律：連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的 位移差是定值（頻閃照片的效果非常好，學(xué)生能很容易得到結(jié)論） ?？紤]到實驗過程中存在的誤差， 自由落體運動是勻加速直線運動。 師：接下來我們自己動手做實驗來求出自由落體運動的加速度。在這一章我們學(xué)習(xí)過用打點計時器測物體運動的加速度。現(xiàn)在我們就 用這套裝置測出自由落體運動的加速度。介紹注意事項：

10、 將打點計時器呈豎直方向固定在鐵架臺上； 兩位學(xué)生合作，一位學(xué)生負(fù)責(zé)提著紙帶，使重物靜止在靠近打 點計時器的下方； 一位學(xué)生負(fù)責(zé)啟動打點計時器 （這一點要重點強調(diào)， 因為學(xué)生不知道紙帶與打點計時器的摩擦對實驗結(jié)果有很大的影響， 有可能最終導(dǎo)致學(xué)生求不出加速度的值） ； 處理紙帶：舍去前面比較密集的點，在后邊便于測量的地方找 一個開始點，記為0,然后每隔4個點取為計數(shù)點，記為1、2？讀 數(shù)時要注意估讀，計算時統(tǒng)一用國際單位。 （前面通過頻閃照片已經(jīng)證 明了自由落體運動是勻加速直線運動,這里就不再設(shè)置證明環(huán)節(jié)。通 過不同組別學(xué)生求出來的加速度相差不多,同樣也可以說明自由落體 運動是勻加速直線運動）

11、指導(dǎo)學(xué)生做實驗,將學(xué)生填好的表格通過實物投影展示出來,進(jìn)一步加深學(xué)生對自由落體運動加速度的認(rèn)識。 師：下面我們再來了解一種求加速度的方法 傳感器。（介紹傳感器原理 ）這是光電門傳感器 （如圖 2），在這中間有兩個小 孔是紅外線發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體通過這兩個小孔的連線時，它 能測出物體擋光的時間。這是一個擋光片，稍后我會讓它下落時只有 兩條比較窄的邊通過光電門，通過這兩條邊的寬除以相應(yīng)的擋光時間 就能得到擋光片下落x時的初末速度，再由v2v02=2ax,我們就能求出 加速度來。師：通過以上的三個實驗，我們可以非常自信地得出結(jié)論了：自 由落體運動是初速為零的勻加速直線運動。這也印證了我們之前的

12、猜 想。在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度也 叫自由落體加速度，或重力加速度，通常用 g 表示。不同位置，重力 加速度也不一樣。計算時，我們一般取9.8m/s2，粗略計算時可以取10m/s2。3.練習(xí) 例一：回顧一下上課初我們用木尺來測反應(yīng)快慢的實驗，我們是 如何算出反應(yīng)時間的？（與前面相呼應(yīng)，讓學(xué)生運用剛學(xué)的知識解決 實際問題）例二：估算從四樓窗臺上下落的花盆，經(jīng)過多長時間到達(dá)地面， 到達(dá)地面的速度有多大（每層樓高約 3m,窗臺離地板1m）？讓學(xué)生體會物理現(xiàn)象就在我們身邊、體驗自由落體運動的快慢， 并讓學(xué)生學(xué)會估算的方法。4.總結(jié)師：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了自然界中非常普遍的一種

13、運動 自由落體 運動，在探尋運動規(guī)律中，我們通過 觀察現(xiàn)象一提出猜想一邏輯推理一 實驗驗證得出結(jié)論”這樣的科學(xué)方法得到了自由落體運動是初速度為 零的勻加速直線運動，并求出了加速度的值。希望同學(xué)們不但掌握物 理規(guī)律，更要掌握研究物理過程中使用科學(xué)的思想方法。5.作業(yè)書上 45頁“問題與練習(xí)”第 2、3、4 題。請把刻度尺改裝成測量反應(yīng)時間的反應(yīng)尺。研究人的反應(yīng)時間與哪些因素有關(guān)，將你的研究過程和結(jié)果寫成報告。教學(xué)反思1.教學(xué)過程反思在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自由落體運動時，牛頓管的實驗比較成功。在引 導(dǎo)學(xué)生分析影響物體下落快慢因素時，連續(xù)兩位學(xué)生都認(rèn)為是質(zhì)量的 原因，看來從觀察現(xiàn)象到分析原因都還要提高。頻閃

14、照片的拍攝和數(shù) 據(jù)的處理，學(xué)生反應(yīng)不錯。在打點計時器這個實驗上，學(xué)生還是犯了 我強調(diào)的錯誤：不捏住紙帶末端，傾斜捏著紙帶等，由于我在調(diào)試傳 感器的實驗儀器，沒有第一時間給學(xué)生指出來，造成有些組結(jié)果很不 準(zhǔn)確，由于時間關(guān)系，我也沒有來得及對每一組的問題進(jìn)行詳細(xì)分析、指導(dǎo)，最終在展示結(jié)論時出現(xiàn)個別的相差很多的結(jié)論。在演示傳感器 實驗時，由于手捏得不穩(wěn)，導(dǎo)致有一組數(shù)據(jù)偏大。在總結(jié)時，應(yīng)該強 調(diào)三次實驗使用的三個重物不同，這樣學(xué)生對地球同一地點重力加速 度一樣理解會更深刻。由于時間關(guān)系，沒有展示PPT 中探究思路的過程，有點遺憾。2.教學(xué)方法反思 本節(jié)課以大量實驗為基礎(chǔ)，加以邏輯推理，最后才得出結(jié)論。

15、實 驗操作比較成功，現(xiàn)象比較明顯，有助于學(xué)生理解物理規(guī)律，每個實 驗之間的聯(lián)系緊密，對訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力有很大幫助。點評 在本節(jié)課的教學(xué)中，教師以豐富的演示實驗與學(xué)生分組實驗相結(jié) 合，貫穿了觀察現(xiàn)象一提出猜想一邏輯推理一實驗驗證一得出結(jié)論”的 研究思路，引導(dǎo)了學(xué)生真實的探究活動，讓學(xué)生既體會了科學(xué)的物理 研究方法，又探討并掌握了自由落體運動的規(guī)律，較為詳實可行的學(xué) 習(xí)活動使學(xué)生具有了參與學(xué)習(xí)的廣度和參與探究的深度。在教學(xué)設(shè)計中，技術(shù)的合理應(yīng)用讓實驗方式更為多樣，實驗現(xiàn)象 更為明顯，數(shù)據(jù)的處理也更為快捷，對物理規(guī)律的探究起到了十分重 要的作用。如頻閃照相實驗，通過計算機的放大處理，使得實驗現(xiàn)象 更為直觀；又如，光電門傳感器測試實驗，通過相應(yīng)的處理軟件，讓 計算機記錄實驗數(shù)據(jù)并快速計算，實驗結(jié)果快捷，可以讓學(xué)生很快找 出結(jié)論。信息技術(shù)與常規(guī)實驗設(shè)備的有效融合，突出了重點，突破了難點，同時促進(jìn)了學(xué)生與媒體的互動，深層地探究了物理規(guī)律。當(dāng)然，在對自由落體運動規(guī)律的研究中，對每一個實驗我們不能 平均