人教版高一年級物理必修一自由落體運(yùn)動教案

第二節(jié)第五章自由落體運(yùn)動［教材分析］自由落體運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動，本節(jié)內(nèi)容是對前幾節(jié)運(yùn)動學(xué)的知識和研究方法的應(yīng)用和提升。通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)，分析得出自由落體運(yùn)動的性質(zhì)，明確重力加速度的意義，使學(xué)生對自由落體運(yùn)動規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識。為下一節(jié)介紹落體運(yùn)動的研究歷史，主要是介紹伽利略對自由落體運(yùn)動的研究過程和他的科學(xué)思維方法，使學(xué)生對自由落體運(yùn)動的認(rèn)識上升到更高的層次。［學(xué)情分析］學(xué)生前面已認(rèn)識描述運(yùn)動的基本物理量一一位移、路程、速度、加速度，掌握了勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，并且通過對以上問題的研究，已體會到物理學(xué)研究問題的一些方法，如運(yùn)用理想模型和數(shù)學(xué)方法如圖象、公式等，以及測加速度、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方法。［學(xué)習(xí)目標(biāo)］1、認(rèn)識自由落體運(yùn)動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。2、能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。3、知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。4、掌握如何從勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動規(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，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屯评砟芰?。［教學(xué)重點(diǎn)］1、自由落體運(yùn)動的概念及探究自由落體運(yùn)動的過程。2、掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律，并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題。［教學(xué)難點(diǎn)］理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題。［教學(xué)過程］一、引入：教師在課前需要設(shè)計(jì)制作好“測反應(yīng)時(shí)間尺”（在一約50cm長的尺有刻度的一面標(biāo)上自由下落對應(yīng)長度所用的時(shí)間）游戲師：一般情況下，刻度尺是用來測量什么物理量的？生：測量物體長度的！師：大家看到我手里的這把尺子了沒有？我這把尺子跟普通尺子是不一樣，有特殊的功能，它可以測量出你的反應(yīng)時(shí)間。不信？我請幾位同學(xué)上來試試。找?guī)酌瑢W(xué)上來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?？赏ㄟ^比比誰的反應(yīng)時(shí)間短來調(diào)動學(xué)生的積極性。師：相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應(yīng)時(shí)間呢？是根據(jù)什么原理呢？我可以告訴大家，尺子測時(shí)間的原理就是利用尺子下落過程中的運(yùn)動特點(diǎn)制成的。而我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運(yùn)動。師：像尺子下落這樣的運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動。掛在線上的重物，如果把線剪斷，它就在重力的作用下，沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊，在重力的作用下也沿著豎直方向下落。師:不同的物體下落快慢是否一樣呢？物體下落的快慢由哪些量決定？請大家結(jié)合日常生活經(jīng)驗(yàn)回答問題。生：不同物體下落快慢應(yīng)該是不一樣的，下落快慢應(yīng)該是由質(zhì)量決定，質(zhì)量大的下落快，質(zhì)量小的下落快慢。師：這位同學(xué)回答得對不對呢？大家看我來做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)1、將一張紙和一枚硬幣（橡皮）在同一高度同時(shí)釋放，結(jié)果硬幣（橡皮）先著地。教師不發(fā)表意見，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。分別將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果板書在黑板上。2、將剛才的紙片緊緊捏成一團(tuán)，再次與硬幣同時(shí)釋放，結(jié)果兩者幾乎同時(shí)落地。3、將兩個(gè)完全一樣的紙片，一個(gè)捏成團(tuán)，一個(gè)平展，則紙團(tuán)下落快。師：物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎？生：不是的！師：為什么這樣說？生：第2個(gè)實(shí)驗(yàn)和第三實(shí)驗(yàn)都說明了這個(gè)問題，特別是第3個(gè)問題，質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。師：那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢？生：我想應(yīng)該是空氣阻力。猜想師：如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力，那么在沒有空氣阻力，物體的下落快慢應(yīng)該是一樣的，這種猜想是不是正確呢？我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。驗(yàn)證牛頓管實(shí)驗(yàn)：師：剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證了我們的猜想，在沒有空氣阻力即物體只受重力的情況下，所有物體由靜止下落的快慢是一樣的。師：1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時(shí)釋放，它們同時(shí)落在月球表面，這是通過電視轉(zhuǎn)播過的。二、自由落體運(yùn)動師：物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落，它的受力情況有什么特點(diǎn)？生：沒有空氣阻力，則物體只受重力。師：很好！物理學(xué)中把這種只受重力作用，由靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。自由落體運(yùn)動：在只受重力的情況下，由靜止開始下落的運(yùn)動。師:我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降穆潴w運(yùn)動是自由落體運(yùn)動嗎？比如開始測反應(yīng)時(shí)間的尺子的下落運(yùn)動是自由落體運(yùn)動嗎？生：肯定不是，因?yàn)樵诘厍虮砻娲髿鈱觾?nèi)，沒有空氣的情況是不存在的。師：說得很好！在我們的日常生活環(huán)境下，自由落體運(yùn)動是不存在的，只是一種理想運(yùn)動模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運(yùn)動近似看作自由落體運(yùn)動。什么樣才叫做阻力影響不大，就是阻力踉重力相比可以忽略。近似條件：一般情況下，密度較大實(shí)心物體的下落都可以近似看成自由落體運(yùn)動。比如：水滴，小球，石塊等物體的下落均可視為自由落體運(yùn)動。三、自由落體運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律師:做自由落體運(yùn)動的物體的運(yùn)動規(guī)律是什么呢？速度隨時(shí)間是如何變化的？位移隨時(shí)間又是如何變化的，我們該如何來研究它的運(yùn)動規(guī)律呢？生：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。先選擇一個(gè)物體，這個(gè)物體必須密度大，實(shí)心，體積不要太大，這樣的話就可以把這個(gè)物體由靜止開始下落的運(yùn)動近似看成自由落體運(yùn)動。接著用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來研究物體的運(yùn)動規(guī)律。師：請同學(xué)們自己設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將紙帶的處理結(jié)果告訴我。學(xué)生設(shè)計(jì)、操作并處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)分析運(yùn)動規(guī)律師：實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？生：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。師：如何得出這個(gè)結(jié)論？生：根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，我猜想它是勻加速運(yùn)動。于是我用勻變速直線運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律As=aT2來驗(yàn)證紙帶，結(jié)果證明自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。師：回答得非常正確！自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，這個(gè)結(jié)論我們要牢記。師：那再計(jì)算一下自由落體的加速度大小是多少？方向如何？生：我所算得的結(jié)果在9.4左右，方向是豎直向下，因?yàn)槲矬w是豎直向下勻加速的，所以加速度方向應(yīng)該與速度方向相同，豎直向下。師：其他同學(xué)的結(jié)果呢？生：我的也差不多。關(guān)鍵點(diǎn)提問師：大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實(shí)驗(yàn)，為什么求出來的加速度結(jié)果差不多呢？生：雖然重錘質(zhì)量不同，但由于空氣阻力影響較小，均可以近似成自由落體運(yùn)動，而我們已經(jīng)知道：所有物體做自由落體運(yùn)動的運(yùn)動情況是完全一樣的。所以測出來的結(jié)果差不多是符合事實(shí)的?？偨Y(jié)歸納重力加速度師：同學(xué)們剛才測量計(jì)算出來的自由落體加速度又叫做重力加速度，用g表示。精確的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、緯度越高，g越來越大；2、同一緯度，高度越大，g越小。一般的計(jì)算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果沒有特殊說明，都按9.8m/s2計(jì)算。例1、下列說法正確的是（BD）A.物體從靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動B.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動C.從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，不能看成自由落體運(yùn)動。D.從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，因?yàn)樽枇εc重力相比可以忽略，所以能看成自由落體運(yùn)動。例2、下列說法不正確的是（A）A.g是標(biāo)題，有大小無方向。B.地面不同地方g不同，但相差不大。C.在同一地點(diǎn)，一切物體的自由落體加速度一樣。D.在地面同一地方，高度越高，g越小。例3、AB兩物體質(zhì)量之比是1：2,體積之比是4：1，同時(shí)從同一高度自由落下，求下落的時(shí)間之比，下落過程中加速度之比。解：因?yàn)槎际亲杂陕潴w運(yùn)動，高度一樣，所以下落時(shí)間一樣，1：1；下落過程加速度也一樣都是g，1:1例4、質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下，g=10m/s2求1、經(jīng)過多長時(shí)間落地？2、第一秒和最后一秒的位移。3、下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)下落的位移。1解：1、x=vt+at2n80=0+0.5x10xt2nt=4s02TOC\o"1-5"\h\zc 12、x=vt+aat2=0+5=5m；v=v=35m/snx=v?t=35m1 0 2 3.5 2803、連續(xù)相等時(shí)間位移之比1：3,則位移為x= x1=20m4師：自由落體運(yùn)動速度與時(shí)間關(guān)系、位移速度關(guān)系以及位移與時(shí)間關(guān)系是怎樣的？1v學(xué)生總結(jié)：v=gt:h=-gt2:v2=2gh:h=m?tt 2t 2回答測反應(yīng)時(shí)間尺的原理學(xué)生分析，自己回答。四、課堂小結(jié)：.自由落體運(yùn)動的基本規(guī)律（1）速度公式：v=gt.（2）位移公式：h=2gt2.（3）速度位移公式：v2=2gh..勻變速直線運(yùn)動的其他規(guī)律，如平均速度公式、位移差公式、初速度為零的比例式同樣適用于自由落體運(yùn)動。注意：若分析自由落體運(yùn)動過程中的一段，則該過程是初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動，相 」,1應(yīng)的速度公式和位移公式分別為v=v0+gt、h=v0t+2gt2.五、板書設(shè)計(jì)：一、自由落體運(yùn)動.定義：自由落體運(yùn)動是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動..運(yùn)動性質(zhì)：初速度為零