2020版高中物理（新教材）人教必修第1冊(cè)：(教案)自由落體運(yùn)動(dòng)

自由落體運(yùn)動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1．知道自由落體運(yùn)動(dòng)的條件以及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。2．掌握自由落體加速度的大小和方向。3．能夠運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析、解決有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。二、過(guò)程與方法1．小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、討論交流，體驗(yàn)自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。2．培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力、分析能力、推理能力、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力、歸納能力等。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)1．體會(huì)身邊的自由落體運(yùn)動(dòng)，學(xué)以致用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。2．通過(guò)應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活的態(tài)度?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：1．自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)2．自由落體加速度【教學(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入新課出示圖片：常見(jiàn)物體的下落物體下落的運(yùn)動(dòng)是司空見(jiàn)慣的，例如雨滴下落，雪花紛飛、樹(shù)葉飄落等，但人類(lèi)對(duì)它的認(rèn)識(shí)卻經(jīng)歷了差不多兩千年的時(shí)間。出示圖片：亞里士多德教師敘述亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)：二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢跟它的輕重有關(guān)，重的物體下落得快。他的這一論斷符合人們的常識(shí)，以至于其后兩千年的時(shí)間里，大家都奉為經(jīng)典，你能舉例推翻這一結(jié)論嗎？出示參考答案：取兩張質(zhì)量不同的紙，取質(zhì)量小揉成紙團(tuán)，再讓它們同時(shí)下落。可觀(guān)察到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：質(zhì)量小的紙團(tuán)下落的快。教師總結(jié)：可見(jiàn)亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)誤的影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素可能是空氣阻力的作用。二、講授新課（一）自由落體運(yùn)動(dòng)1．伽利略認(rèn)為，根據(jù)亞里士多德的論斷，會(huì)推出相互矛盾的結(jié)論。出示圖片：大小石頭（1）假定大石頭的下落速度為8，塊小石頭的下落速度為4，當(dāng)把兩塊石頭捆在一起時(shí)，大石頭會(huì)被小石頭拖著而變慢。結(jié)論1：整個(gè)物體的下落速度應(yīng)該小于8；（2）把兩塊石頭捆在一起后，整體重量增加，則速度增加。結(jié)論2：整個(gè)物體下落的速度應(yīng)該比8還要大。教師總結(jié)：這種相互矛盾的結(jié)論，說(shuō)明亞里士多德“重的物體下落得快”的看法是錯(cuò)誤的。那么，輕重不同的物體下落的情況到底怎樣？下面我們一起來(lái)做個(gè)比較精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)研究一下。2．演示實(shí)驗(yàn)：輕重不同的物體下落快慢的研究出示圖片：牛頓管甲有空氣乙真空（1）實(shí)驗(yàn)器材：牛頓管（一個(gè)兩端封閉的玻璃管，其中一端有一個(gè)開(kāi)關(guān)，玻璃管可以與外界相通）、真空泵、質(zhì)量不相同的鐵片和羽毛等。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①在有空氣阻力時(shí)，把質(zhì)量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中；②把玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時(shí)開(kāi)始下落，觀(guān)察物體下落的情況；③啟動(dòng)真空泵，把牛頓管里的空氣抽出一些，把玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時(shí)開(kāi)始下落，觀(guān)察物體下落的情況；④把牛頓管里的空氣幾乎全部抽出，重復(fù)步驟③，觀(guān)察物體下落的情況。（3）演示牛頓管的實(shí)驗(yàn)視頻教師總結(jié)：（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如果牛頓管里有空氣，金屬片和羽毛下落的快慢不同；把牛頓管里的空氣抽出一些，金屬片和羽毛下落的快慢就變得接近；當(dāng)把牛頓管里的空氣幾乎全部抽出時(shí)，金屬片和羽毛下落的快慢就相同了。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在沒(méi)有空氣的空間里，物體下落的快慢相同3．自由落體運(yùn)動(dòng)（1）定義：物體只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。（2）特點(diǎn)：只受重力、v0=0（3）當(dāng)空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計(jì)時(shí)，從靜止開(kāi)始下落的物體可視為自由落體運(yùn)動(dòng)。由上面的實(shí)驗(yàn)我們可以看到，自由落體運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)。那么，它的加速度在下落過(guò)程中是否變化呢？例1：關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B．不同的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不同的C．物體只有在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)答案：CD（二）實(shí)驗(yàn)：研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1．實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、電源、夾子、導(dǎo)線(xiàn)、重物。2．原理：紙帶在重物的作用下自由下落，紙帶受到的阻力較小，近似認(rèn)為紙帶做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)打出的紙帶點(diǎn)的情況，分析出重物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。出示圖片：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3．實(shí)驗(yàn)步驟：①把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器。②讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手捏住紙帶上端，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，松手后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一串小點(diǎn)，最后要關(guān)閉電源。③仿照前面對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的研究，測(cè)量重物下落的加速度。④改變重物的質(zhì)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。4．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度的求法例題：計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度參考答案：用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來(lái)代替某點(diǎn)的瞬時(shí)速度。出示紙帶：教師出示計(jì)算結(jié)果和圖像試驗(yàn)結(jié)論：v-t圖像為一條傾斜的直線(xiàn)，所以自由有落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)誤差：1．紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦2．空氣阻力的影響3．測(cè)量誤差知識(shí)拓展由紙帶判斷物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2……為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，S1、S2、S3……為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，若△S=S2－S1=……=C（常數(shù)），即若兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?！鱏=aT2（三）自由落體加速度對(duì)不同物體進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同。1．定義：物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度。2．符號(hào)：通常用g表示。3．方向：豎直向下。地點(diǎn)緯度重力加速度赤道海平面0°9.780馬尼拉14°35′9.784廣州23°06′9.788武漢30°33′9.794上海31°12′9.794東京35°43′9.798北京39°56′9.801紐約40°40′9.803莫斯科55°45′9.816北極90°9.832你從表中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律嗎？做一做：用手機(jī)測(cè)自由落體加速度閱讀課文用手機(jī)自己測(cè)一測(cè)自由落體加速度。出示圖片：手機(jī)截屏的自由落體運(yùn)動(dòng)用手托著手機(jī)，打開(kāi)加速度傳感器，手掌迅速向下運(yùn)動(dòng)，讓手機(jī)脫離手掌而自由下落，然后接住手機(jī)，觀(guān)察手機(jī)屏幕上加速度傳感器的圖像。（四）自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。你能根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本公式，總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律嗎？自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律科學(xué)漫步：伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究認(rèn)真閱讀課本，了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程出示圖片：伽利略在做銅球沿斜面運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)（油畫(huà)）斜面的傾角增大到90°，這時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球仍然會(huì)保持勻加速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而且所有物體下落時(shí)的加速度都是一樣的！三、課堂練習(xí)1．重力加速度的大小與緯度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，緯度越高，g值越大大（填大或?。?，重力加速度的方向總是豎直向（填“下”或“上”）。答案：下2．一個(gè)物體從房檐自由落下，通過(guò)一個(gè)高為1.8m的窗戶(hù)用了0.2s，g取10m/s2，則房檐距窗戶(hù)下沿的高度為。答案：5m3．（2019春?宜昌期末）三峽大瀑布位于湖北省宜昌市曉峰旅游景區(qū)中、該景區(qū)中瀑布中的水從頂端落至地面的過(guò)程用時(shí)約3s，若將此運(yùn)動(dòng)視為自由落體運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2，則該瀑布的高度約為（）A．30mB．45mC．55mD．60m答案：B4．2019春?沙雅縣校級(jí)期末）讓兩顆質(zhì)量不同的石子，從同一高度同時(shí)開(kāi)始下落（忽略空氣阻力），下列說(shuō)法正確的是（）A．質(zhì)量大的石頭下落的快B．質(zhì)量小的石頭下落的快C．兩顆石子下落的快慢相同D．兩顆石子在下落的過(guò)程中具有不同的加速度答案：C5．（2019春?南通月考）下列哪一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)（）A．樹(shù)葉的自由下落過(guò)程B．運(yùn)動(dòng)員推出的鉛球的運(yùn)動(dòng)C．從桌面輕輕滑落的鋼筆的運(yùn)動(dòng)D．石子從水面自由落到水底的運(yùn)動(dòng)答案C四、拓展提高1．一名宇航員在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，讓一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球從一定的高度自由下落，測(cè)得在第5s內(nèi)的位移是。答案：36m2．房檐滴水，每隔相等的時(shí)間積成一滴水下落，當(dāng)?shù)谝坏嗡侣涞降孛鏁r(shí)，第五滴水剛好形成，觀(guān)察到第四、第五滴水之間的距離恰好為1m，不計(jì)空氣阻力，則此房檐離地面的高度為（）A．4mB．5mC．6mD．16m答案：D3．從某一高度相隔1s先后釋放兩個(gè)相同的小球甲和乙，不計(jì)空氣阻力，它們?cè)诳罩腥我粫r(shí)刻（）A．甲乙兩球距離始終保持不變，甲乙兩球速度之差保持不變B．甲乙兩球距離越來(lái)越大，甲乙兩球速度之差也越來(lái)越大C．甲乙兩球距離越來(lái)越大，甲乙兩球速度之差保持不變D．甲乙兩球距離越來(lái)越小，甲乙兩球速度之差也越來(lái)越小答案：C五、課堂小結(jié)1．自由落體運(yùn)動(dòng)：初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。2．條件：初速度為零，只受重力3．大小：一般g=9.8m/s2，粗略計(jì)算g=10m/s24．自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律六、板書(shū)（一）自由落體運(yùn)動(dòng)1．定義：物