自由落體運(yùn)動(dòng)教（學(xué)）案

1、 . . . . 7/7教育實(shí)習(xí)教案寒離子學(xué)院 物理與能源學(xué)院 專業(yè) 物理學(xué) 實(shí)習(xí)生學(xué)號(hào)本校指導(dǎo)教師實(shí)習(xí)學(xué)校指導(dǎo)教師原任課教師 2013年 9 月 24 日星期 二 第節(jié)課本人本次實(shí)習(xí)第 1 個(gè)教案課題：勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例自由落體運(yùn)動(dòng)課時(shí)安排：1課時(shí)課標(biāo)要求：使得學(xué)生認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)；熟練掌握自由落體的根本概念與自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；可以解決一些簡(jiǎn)單的根本問題。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能： 1、認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，理解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，正握自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。2、知道影響物體下落快慢的因素。3、知道什么是重力加速度。4、掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能

2、夠運(yùn)用自由落體的公式解決實(shí)際問題。過程與方法1、會(huì)根據(jù)現(xiàn)象：進(jìn)展合理假設(shè)與猜測(cè)。2、通過分析，歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的速度，位移公式，速度位移公式，培養(yǎng)分析，推理，綜合的能力3、善于進(jìn)展觀察，并能獨(dú)立思考或與別人進(jìn)展討論、交流。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過指導(dǎo)學(xué)生探究，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣。2、滲透物理方法，研究物理規(guī)律的過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)，敢于積極探索并能提出與別人不同的見解。4、通過應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用化的能力。教學(xué)重點(diǎn)：1、自由落體運(yùn)動(dòng)的概念，性質(zhì)，以與探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程。2

3、、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律理解與應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：1、自由落體運(yùn)動(dòng)公式的理解。2、自由落體運(yùn)動(dòng)公式的運(yùn)用。教學(xué)輔助手段：ppt、白紙、尺子，硬幣教學(xué)過程：回顧師：同學(xué)們，我們經(jīng)過這幾節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律。那么我們現(xiàn)在回顧一下關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)我們都學(xué)了哪些公式？比如我們是如何來表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移的？生：師：是的，我們通過這些公式來計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移變化規(guī)律。接下來我們開始學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例自由落體運(yùn)動(dòng)。概念引入師：在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)之前，我們首先來學(xué)習(xí)一下什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，即我們是如何來定義自由落體運(yùn)動(dòng)的？大家可以先翻開課本45頁看一下書上的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。師：我

4、給大家現(xiàn)場(chǎng)演示一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家仔細(xì)觀察。師：我的左手拿著一紙，右手拿著一枚硬幣?，F(xiàn)在同時(shí)松手，那個(gè)物體先落地呢？生：硬幣。師：為什么是硬幣呢？生：硬幣更重師：有同學(xué)說是因?yàn)橛矌鸥?，所以硬幣先落地。也就是說判斷兩個(gè)物體同時(shí)下落的快慢主要決定于物體的質(zhì)量。這種說法到底對(duì)不對(duì)呢？我們還需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。現(xiàn)在我拿出兩一樣的紙，一揉成紙團(tuán)，另一就這樣保持原狀。現(xiàn)在同時(shí)放手，大家看一下終究是誰先落地。生：紙團(tuán)先落地了。師：是的，我們都看到了，是紙團(tuán)先落地。所以物體是否先落地與之重量并無關(guān)聯(lián)。終究與什么因素有關(guān)呢？大家猜測(cè)一下。生：可能與空氣阻力有關(guān)。師：大家馬上給與猜測(cè)，大家的猜測(cè)終究正確與否還得需要

5、實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。師：大家看這個(gè)視頻，科學(xué)家利用真空管來演示。在真空管里我們放一片紙片和一個(gè)鐵塊。讓它們同時(shí)下落。剛開始我們沒有抽去管的空氣，讓紙片和鐵塊同時(shí)下落，接下來我們抽去管的氣體重復(fù)這個(gè)過程。我們仔細(xì)觀察所發(fā)生的的現(xiàn)象。視頻演示：第一次沒抽氣體時(shí)鐵塊先落下，抽去氣體后紙片和鐵塊同時(shí)落到底端師；實(shí)驗(yàn)看完了，證明我們的猜測(cè)是正確的，看來無論是紙團(tuán)還是硬幣，之所以比紙片下落的快，主要是因?yàn)樗鼈兪艿降淖枇π?。師：因而，在物理學(xué)中我們將只受重力作用從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)稱之為自由落體運(yùn)功。大家記住，只受重力作用意味著不受其他因素的影響。舉例說明師：同學(xué)們，現(xiàn)在我們知道了自由落體運(yùn)動(dòng)的定義與其特點(diǎn)。那么請(qǐng)

6、你們仔細(xì)思考一下在我們的日常生活中，有沒有一些物體做自由落體運(yùn)動(dòng)呢？生：沒有，因?yàn)槲覀兊闹車矬w下落總是會(huì)受到空氣阻力的影響。師：實(shí)際上物體在下落過程中不受其他因素影響是很難的為了我們研究方便，所以當(dāng)其他因素影響比擬小時(shí)，我們便可以忽略這些影響，便可以把這種運(yùn)動(dòng)當(dāng)成是自由落體運(yùn)動(dòng)。這樣看來我的生活中其實(shí)有許多自由落體運(yùn)動(dòng)。比如下落的硬幣、鐵塊等等。因?yàn)樗鼈兿侣鋾r(shí)所受到的阻力對(duì)它們的影響微乎其微所以我們可以把它們的運(yùn)動(dòng)當(dāng)成是自由落體運(yùn)動(dòng)。接下來大家我舉幾個(gè)例子請(qǐng)大家判斷一下這些例子是不是自由落體運(yùn)動(dòng)。師：下落的雨滴是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？生：是。師：其實(shí)雨滴下落不是自由落體運(yùn)動(dòng)。大家可以這樣想，雨滴其

7、實(shí)非常小，風(fēng)的吹的都會(huì)影響到它的運(yùn)動(dòng)，所以空氣對(duì)它是會(huì)形成阻力的。師：再看一個(gè)例子，我把手里的粉筆平拋出去，想一想這是不是自由落體運(yùn)動(dòng)？生：是的。師：為什么是？生：粉筆只收到重力作用，其他的阻力可以忽略。師：看來大家是可以判斷對(duì)于那些物體的運(yùn)動(dòng)其他的阻力可以忽略，但是我們回到定義來看。自由落體運(yùn)動(dòng)是怎么定義的呢？生：只受重力作用從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)稱之為自由落體運(yùn)功。師：那我們現(xiàn)在再來重復(fù)一下剛剛的情景，我把粉筆拋出去。是不是有了初速度？生：是。師：所以，由定義可知，這個(gè)過程不是自由落體運(yùn)動(dòng)。師：大家一定要記住，自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：一、只受到重力作用或其他因素可以忽略，二、初速度為零。兩個(gè)條件

8、是有一即可還是缺一不可？生：缺一不可。師：對(duì)，這就是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。同學(xué)們也一定要記住今天上課所舉的幾個(gè)例子，以后也可以以此來參照判斷。自由落體的加速度師：學(xué)完了自由落體運(yùn)動(dòng)的定義我們?cè)賮砜匆幌伦杂陕潴w的加速度。一開始我們講到自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)例子。經(jīng)科學(xué)家們的研究自由落體運(yùn)動(dòng)本身就是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么加速度是多少呢？我們?nèi)绾斡?jì)算？師：科學(xué)家們將所做的實(shí)驗(yàn)給我們呈現(xiàn)在了書上，我們看書上46頁的圖片。師：這是一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，在下落過程中，我們每隔0.15秒的時(shí)間來給它拍一照，最后便有了這圖片。我們通過的間隔時(shí)間和相鄰兩點(diǎn)之間的距離便可以計(jì)算出小球的加速度，這也是

9、我們上節(jié)課上的重點(diǎn)大家可以仔細(xì)回一下當(dāng)時(shí)我們是怎么計(jì)算加速度的。師：通過這種方法我們是可以計(jì)算出加速度的。具體數(shù)值是多少感興趣的同學(xué)可以在課后去計(jì)算一下。師：接下來我們來思考一下，在一樣的地點(diǎn)硬幣下落的加速度和小球下落的加速度一樣嗎？生：一樣、或者可以通過實(shí)驗(yàn)來計(jì)算一下。師：有的同學(xué)們認(rèn)為可以利用實(shí)驗(yàn)來研究。但是我們只要是通過合理的推理就可以馬上得出結(jié)論，所以實(shí)驗(yàn)就沒有必要了。師：我們發(fā)現(xiàn)真空管里，羽毛和鐵塊同時(shí)落下。我們是不是可以大膽一點(diǎn)的想象一下，是不是所有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體同時(shí)下落時(shí)都可以同時(shí)著地呢？生：是的。師：也就是說只要是自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，他們每一時(shí)刻的速度都是一樣的。因而自由

10、落體運(yùn)動(dòng)加速度恒定。師：由科學(xué)說明物體自由下落時(shí)的加速度來自地球和物體之間的萬有引力，所以自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度又稱之為重力加速度，我們一般用小寫字母g來表示。至于萬有引力的相關(guān)容與為什么萬有引力會(huì)產(chǎn)生加速度的原因，我們以后的學(xué)習(xí)中會(huì)逐漸的去了解并且掌握。師：加速度有大小有方向，重力加速度的方向是向是什么呢？生：與地面垂直。師：所以方向就是豎直向下。重力加速度所以大家可以和重力聯(lián)系起來。初中的時(shí)候我們學(xué)過重力。那么大家回憶一下重力的方向是什么呢？生：豎直向下。師：所以大家記住了，重力加速度的方向是豎直向下的。師：剛剛我說過在同一地點(diǎn)做自由來運(yùn)動(dòng)的物體都有一樣的加速度，即重力加速度。那么地球上是不

11、是每個(gè)地方的重力加速度都一樣呢？生：不一定。師：現(xiàn)在大家看一下書上47頁最下方的表格，我們來看一下科學(xué)家計(jì)算的數(shù)據(jù)。大家發(fā)現(xiàn)了什么呢？生：每個(gè)城市的重力加速度都不一樣。師：它們的變化有什么規(guī)律嗎？生：緯度越高重力加速度的值越大，緯度越低重力加速度的值就越小。師：同學(xué)們真聰明一下就看出了。不過這是一些擴(kuò)展容，大家只需要記住“緯度越高重力加速度的值越大就可以了。在一般情況下我們進(jìn)展計(jì)算時(shí)，重力加速度取九點(diǎn)八米每二次方秒。估算時(shí)也可以取十米每二次方秒。自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律師：我們知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，也學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度。接下來我們便來學(xué)習(xí)自由落運(yùn)動(dòng)的位移變化規(guī)律。自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的

12、勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么我們來比擬一下勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。自由落體運(yùn)動(dòng)是從靜止開始下落的，所以初速度為零。而加速度大小為g，所以自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式為，即為高度h與時(shí)間t的變化規(guī)律。師：我們通過比照得出相關(guān)的計(jì)算公式，從而我們也可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在解決自由落體運(yùn)動(dòng)問題的時(shí)候，我們完全可以把相關(guān)問題當(dāng)成勻加速直線運(yùn)動(dòng)的問題來解決，通過這種類比法不僅可以簡(jiǎn)化我們的思維過程，也可以使得我們通過聯(lián)系的方法完整的構(gòu)建出這一章的容。熟練掌握之后便可以應(yīng)用各個(gè)方面。例題講解師：現(xiàn)在同學(xué)們跟著我來一起回憶一下我們這節(jié)課的根本容。首先我們認(rèn)識(shí)了什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，也就是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；接下來我們又學(xué)習(xí)自由落

13、體運(yùn)動(dòng)的加速度；最后我們通過類比的方法知道了它位移時(shí)間關(guān)系的計(jì)算公式。現(xiàn)在我們通過例題來考察一下大家，看一下大家的掌握情況。師：先來一道選擇題強(qiáng)化一下大家的根底知識(shí)：關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，以下說確的是A、自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻速直線運(yùn)動(dòng)。B、物體剛下落時(shí)，速度和加速度都是零。C、物體在下落過程中，每秒的速度都增加9.8m/s。D、物體的質(zhì)量越大，下落的加速度就越大。選什么呢？生：選C。師：選擇正確。其實(shí)只要明確自由落體運(yùn)動(dòng)的根本概念，知道它的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。解決這類題目便非常簡(jiǎn)單。師：接下來我們?cè)倏吹烙?jì)算題：雨滴通常從 1 500 m 左右的高度落下，如果沒有空氣阻力，問經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間落到地面？它落到地面時(shí)

14、的速度是多少？師：同學(xué)們還記得我們舉過幾個(gè)讓大家來判斷是不是自由落體運(yùn)動(dòng)的例子？其中有一個(gè)例子是雨滴下落的。剛剛我們判斷了雨滴下落不是自由落體運(yùn)動(dòng)，那么這道題目我們能不能把它當(dāng)成自由落體運(yùn)動(dòng)？生：可以，因?yàn)轭}目中要求無空氣阻力，只受到重力。所以我們可以將這種運(yùn)動(dòng)等效為自由落體運(yùn)動(dòng)。師：看來同學(xué)們已經(jīng)可以熟練的判斷什么運(yùn)動(dòng)時(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)了。那么我們來看這道題目，該如何解決呢？生：直接帶公式計(jì)算，師：好的，直接帶入公式即可計(jì)算出時(shí)間，那么它的速度是多少呢？自由落體運(yùn)動(dòng)咱們似乎只講了位移變化規(guī)律，沒有將速度的?，F(xiàn)在如何來計(jì)算速度呢？生：等效成勻變速直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算，為0，所以時(shí)間直接乘以重力加速度g就可

15、以算出落地時(shí)的速度。師：看來同學(xué)們已經(jīng)知道了解題思路，請(qǐng)大家快速計(jì)算出結(jié)果。師：現(xiàn)在我們共同看一下計(jì)算的過程：解：如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，由公式得 雨滴落地時(shí)的速度為師：對(duì)照一下這個(gè)過程，大家看一下你們的解題過程完整了嗎？做物理題目不僅需要計(jì)算出正確的結(jié)果，還要有完整的過程。所以同學(xué)們，你們?cè)谄綍r(shí)的練習(xí)中一定要把每個(gè)題目都寫完整。師：通過前面的兩個(gè)題目，大家明確了根本的概念，也熟悉了公式，懂得利用類比的思想去解題，現(xiàn)在我們做一道復(fù)雜的題目：一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng)。測(cè)得小鋼球經(jīng)過 A點(diǎn)時(shí)的速度是 2.42 m/s，經(jīng)過 B 點(diǎn)時(shí)的速度是 4.64 m/s， 所用時(shí)

16、間是0. 226 s，求此地的重力加速度和AB 間的距離。師：這道題目我們兩個(gè)點(diǎn)的速度，也知道間隔的時(shí)間，求加速度和間隔的距離。我們應(yīng)該從哪里下手呢？生：等效成勻加速直線運(yùn)動(dòng)，先畫出v-t圖。師：看來同學(xué)們對(duì)前面的知識(shí)掌握的還是比擬結(jié)實(shí)的，現(xiàn)在我們就通過v-t圖來表示出各個(gè)物理量。自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)所以加速度大于零，是一個(gè)增函數(shù)。師：初末速度和間隔時(shí)間，所以可以求出這個(gè)梯形的面積，這個(gè)面積就是A、B兩點(diǎn)之間的距離。加速度即為函數(shù)的斜率，于是我們又可很容易的計(jì)算出加速度的大小，也就是重力加速度。大家立刻計(jì)算一下。師：現(xiàn)在我們來看一看詳細(xì)的過程解：因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以此地的重力加速度，AB之間的距離師：做題不僅要做正確，還要做完整。否那么就白做了，所以我們?nèi)粘＞毩?xí)的時(shí)候就要注意。師：這種類比的思想在自由落運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中非常廣泛。有了我們前面打的根底，現(xiàn)在我們就可以非常熟練的使用v-t圖像來解決相關(guān)的問題，但是前提是我們一定要合理進(jìn)展類比，正確的將物理情景放在圖像上。師：這三個(gè)例題，我們分別利用定義判斷、直接帶入計(jì)算公式和類比的法。這是我們今天所講課程里非常重要的幾個(gè)方法，接下來就是靠大家多加練習(xí)從而熟練掌握。板書設(shè)計(jì)：自由落體運(yùn)動(dòng)