自由落體運(yùn)動(dòng)(教學(xué)設(shè)計(jì))

1、2.5自由落體運(yùn)動(dòng)（教案）潘興果一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能（1）了解什么是自由落體運(yùn)動(dòng)；（2）自由落體產(chǎn)生的條件；（3）認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；（4）掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，位移隨時(shí)間變化的規(guī) 律（定量）。過程與方法通過觀察演示實(shí)驗(yàn)概括出自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)分析、推 理能力。情感態(tài)度價(jià)值觀運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型一一自由 落體，研究物體下落在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。二、教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)1 .自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程.2 .掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，

2、并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題 .難點(diǎn)1 .理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題 .三、教具準(zhǔn)備牛頓管、硬幣、小紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶、重物（兩個(gè) 質(zhì)量不同）等.四、課時(shí)安排2課時(shí)五、教學(xué)過程 【復(fù)習(xí)提問】（vt = v0 +at1 2s = v0t + -at22.推論；=第+ 2潞、巴三1"管o = O 上2si ： s2 ： s3=1 ：4： 9 si : sll : sHI =1：3：5新課導(dǎo)入師：兩個(gè)輕重不同的小球同時(shí)落地的聲音，是那樣地清脆美妙！它使人們清 醒地認(rèn)識(shí)到，輕重不是下落快慢的原因；它動(dòng)搖了 2 000多年來統(tǒng)治著人們頭腦 的舊觀念，開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)

3、和科學(xué)推理之先河， 將近代物理學(xué)以至近代科學(xué)推上了歷 史的舞臺(tái).當(dāng)樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來的時(shí)候，你們想過這種 運(yùn)動(dòng)嗎？物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起探究這種 運(yùn)動(dòng)一一“探究自由落體運(yùn)動(dòng)”.新課教學(xué)【板書】一、自由落體運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢在不少情況下是不同的.從蘋果樹上落下的蘋果和飄下的樹葉能一起同時(shí)下落嗎？提出問題：1 .重的物體一定下落得快嗎？2 .你能否證明自己的觀點(diǎn)？【實(shí)驗(yàn)探究】猜想：物體下落過程的運(yùn)動(dòng)情況與哪些因素有關(guān)，質(zhì)量大的物體下落的速度比質(zhì)量小的快嗎？演示1：鐵片和等面積的紙片下落會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：鐵片下落得快

4、。結(jié)論：重的物體下落得快。過渡引言重的物體下落得快是我們的一種生活經(jīng)驗(yàn)，然而實(shí)際的真是這樣嗎？演示2:取兩張相同的紙，一張剪去一部分，然后揉成團(tuán)，再讓它和另一 張同時(shí)下落，可觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：紙團(tuán)下落得快。結(jié)論：輕的物體下落快。引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么會(huì)有兩種不同的觀點(diǎn)呢？演示3;取兩張完全相同的紙，把其中一張揉成團(tuán)，再讓它們同時(shí)下落， 可觀察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象:紙團(tuán)先落地結(jié)論:面積小的下落得快提問：等重的物體為什么下落快慢不同呢？分析上述實(shí)驗(yàn)：物體下落的快慢與重力大小無關(guān)，是由于空氣阻力的影響。演示 4 ；牛頓管實(shí)驗(yàn)1 、抽出空氣：把管迅速由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置。現(xiàn)象：不同物體下落快慢一樣。2

5、、放空氣進(jìn)入管中：再重復(fù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：不同物體下落的快慢不同。分析：牛頓管內(nèi)的空氣被抽出后，不同物體在下落時(shí)幾乎不受空氣阻力，因而下落的快慢幾乎相同。結(jié)論：影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同 . 實(shí)際生活中，沒有空氣阻力的情況是不存在的，在G f 空氣的情況下，就可以忽略空氣阻力的影響。師：閱讀課本并回答： （ 1）什么叫自由落體運(yùn)動(dòng)？（ 2）自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是怎樣的？1、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)， 叫自由落體運(yùn)動(dòng)。師：在地球表面附近從高處下落的物體，事實(shí)上都受到空氣阻力的作用，因此，嚴(yán)格地

6、說，實(shí)際生活中并不存在只受重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng) .但若物體在下落過程中所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，則物體的下落也可看作自由落體運(yùn)動(dòng) .例如，對(duì)于實(shí)心金屬球、石塊等，在它們運(yùn)動(dòng)速度不大的情況下，可以忽略空氣阻力的影響， 把它們的自由下落看成自由落體運(yùn)動(dòng)， 若它們從非常高的地方自由下落，當(dāng)它們的速度增大到一定程度，空氣阻力不能忽略，它們運(yùn)動(dòng)的全過程就不能看成自由落體運(yùn)動(dòng) .而對(duì)于另外一些物體如一團(tuán)棉花或紙片從空中靜止下落時(shí)，與重力相比，空氣阻力的影響太大不能忽略，它們的運(yùn)動(dòng)就不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)處理.（ 2）特點(diǎn)受力特點(diǎn)：只受重力作用一一沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初

7、速度為零的（）直線運(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)探究】按照教材第45 頁的圖 2.4 1 裝置做實(shí)驗(yàn)，將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過程.說明：落體運(yùn)動(dòng)物體的位置往往變化得比較快，憑目測(cè)難以觀察和記錄，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或頻閃照相就可以記錄下運(yùn)動(dòng)物體每隔相等時(shí)間所在的位置 （運(yùn)動(dòng)信息） ，這樣得到的紙帶（或照片）可以用來對(duì)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析.教材中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器較好地將重物下落過程記錄下來， 這樣做既簡(jiǎn)便易行， 又拓寬了對(duì)基本儀器的應(yīng)用，但實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度較難把握 .因此在實(shí)驗(yàn)中要注意：按教材圖示和實(shí)驗(yàn)要求連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝要使兩限位孔在同一豎直線

8、上，以減少摩擦阻力；應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物， 增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小， 增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減?。幌冉油娐吩俜砰_紙帶；手捏紙帶松手之前，不要晃動(dòng)，保證打出的第一個(gè)點(diǎn)清晰.重復(fù)上述步驟多次，直到選取只有打出的第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間間隔約為2mm 的紙帶才是有效的； （學(xué)生的疑問暫且不要解釋）教師一定要提醒學(xué)生思考討論， 影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的因素有哪些？并給予具體引導(dǎo)，注意培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；要求學(xué)生保存好記錄了自由落體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶， 為下節(jié)課研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律作準(zhǔn)備 .師：完成實(shí)驗(yàn)后，分析紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息，請(qǐng)思考下列問題：（ 1）自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是怎樣的？（ 2）重物做

9、自由落體運(yùn)動(dòng)的過程中，其速度有沒有發(fā)生變化？（ 3）有的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出x8t2,有的同學(xué)得出xt,你的結(jié)論又如 何呢？（ 4）相鄰、相等時(shí)間間隔的位移之差有怎樣的關(guān)系？（ 5）影響實(shí)驗(yàn)精確程度的因素有哪些？參考：分析紙帶可獲取信息：（ 1）自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線，速度方向不變；（ 2）連續(xù)相同時(shí)間內(nèi)的位移越來越大，說明速度越來越大，即速度大小改變，具有加速度；（ 3）位移x 與時(shí)間 t 的平方成正比；（ 4）相鄰、相等時(shí)間間隔的位移之差相等；（ 5）影響實(shí)驗(yàn)精確度的因素主要是阻力.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)， 計(jì)算其加速度， 換用不同質(zhì)量的重物看紙帶上點(diǎn)子間隔有什么不同，總結(jié)得出

10、結(jié)論.教師點(diǎn)評(píng)： 將兩條紙帶對(duì)比， 只要兩條紙帶上的點(diǎn)子間隔相同就說明它們的加速度是相同的 .學(xué)生運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)計(jì)算重力加速度，通過比較得出結(jié)論.實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大約是 9.8 m/s2.2、自由落體加速度(又叫重力加速度)“g”(1)定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度 叫自由落體加速度。(2)方向：豎直向下(與重力方向一致)2g 9.8m/s2(3)大小：一般計(jì)算?。篻 10m/s讓學(xué)生看教材第45頁列表，嘗試從表中尋找規(guī)律，這一規(guī)律是怎樣產(chǎn)生的？學(xué)生猜想，但不宜過多解釋.生:越往北重力加速度越大，說明重力加速度與地理

11、緯度有關(guān)，緯度越高， 重力加速度越大.(從赤道到兩極：g增大；在同一位置上，高度越高，重力加速度越小)師：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)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要這些公式中的初速度v0=0, a取g就可以了.自由落體運(yùn)動(dòng)遵從的規(guī)律：v=v0+at推出：v=gt11x=v0t+ 2 at2 推出：x= 2 gt2.3、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)速度公式:v t gt(00,a g ) v t2位移公式:h 2 gt2t2 2gh00的推論都適用(2)推論 工2 x xm xn (m n)aT2(3)v-t 圖2例：從離地面500m的空中自由落下一個(gè)小

12、球，取g 10m/s ,求：(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間落到地面，落地時(shí)的速度為多少？(2)自開始下落計(jì)時(shí)，在第1s內(nèi)的位移，最后1s的位移。(3)下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移和速度。小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)及理解.自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止開始的只受重力作用的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g,學(xué)好本節(jié)可更好地認(rèn)識(shí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，是對(duì)上節(jié)內(nèi)容的有益補(bǔ)充.要突破此重點(diǎn)內(nèi)容，一定要把握住一點(diǎn)，即自由落體運(yùn)動(dòng)只是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例 v0=0, a=g.我們?cè)谝郧罢鹿?jié)中所掌握的所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論，在自 由落體運(yùn)動(dòng)中均可使用.在使用時(shí)要注意自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，判斷是自由落體 運(yùn)動(dòng)之后方可代入計(jì)算.布置作業(yè)教材第46頁“問題與練習(xí)” .(2) (4)板書設(shè)計(jì)黑體字均為板書課外訓(xùn)練1 .甲、