自由落体运动的教案

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教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为 的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,一起看看自由落体运动教案!欢迎查阅!cDQ阅下文库

自由落体运动教案1cDQ阅下文库

能力目标cDQ阅下文库

调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述.cDQ阅下文库

教学建议cDQ阅下文库

教材分析cDQ阅下文库

教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为 的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法.研究自由落体运动时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可.教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实.由 知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析.cDQ阅下文库

教法建议cDQ阅下文库

可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法.cDQ阅下文库

教学设计示例cDQ阅下文库

教学重点:认识自由落体运动是初速度为零、加速度为 的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题.cDQ阅下文库

教学难点:自由落体运动中不同物体下落的加速度都为 .cDQ阅下文库

主要设计:cDQ阅下文库

一、自由落体运动cDQ阅下文库

[方案一]cDQ阅下文库

1、思考与讨论:cDQ阅下文库

(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?cDQ阅下文库

(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一团棉花和一块石头下落的现象)cDQ阅下文库

(3)请举出一轻的物体下落快的实例?(演示一小粒石子和一大张纸片下落情况)cDQ阅下文库

2、分析引导:cDQ阅下文库

(1)上述实验现象是因为有空气阻力存在使现象变得复杂,(教师指出)cDQ阅下文库

(2)演示:把纸片团成一个小纸团,再让它和小石子同时下落的现象.cDQ阅下文库

(3)提问:如果没有空气阻力,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何?cDQ阅下文库

(4)演示:按教材要求做“牛顿管”实验.cDQ阅下文库

3、分析与小结:cDQ阅下文库

(1)分析“牛顿管”实验的特点,引出自由落体运动的定义.cDQ阅下文库

(2)展示课件“自由落体运动的频闪效果”cDQ阅下文库

(3)分析频闪效果,分析出自由落体运动是加速运动,进而指出,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.cDQ阅下文库

[方案二]cDQ阅下文库

1、教师提出我们要研究一种见得非常多的物体运动,即物体下落的运动,问学生:重的物体下落快还是轻的物体下落的快?cDQ阅下文库

2、启发学生回想所见过物体的下落运动,有没有轻的物体下落快的现象?引导学生对观察到的物体下落现象总结为“有时重的物体下落快、有时轻的物体下落快”(配合演示)cDQ阅下文库

3、提问:怎样从理论上说明重的物体比轻的物体下落快是不对的?让学生看教材30页有关伽利略的推理,认识到从“重的物体下落快”会导出矛盾的结论.cDQ阅下文库

4、提问:为什么有时重的物体下落快?有时轻的物体下落快?可通过前面的演示启发学生想到:空气阻力的作用使得物体下落问题变得复杂.cDQ阅下文库

5、教师问:我们应该怎样研究物体的下落运动?引导学生想到研究问题应从简单到复杂,因此应首先研究没有空气阻力时物体的下落情况.指出可根据实验来研究.cDQ阅下文库

6、演示:“牛顿管实验”让学生得出结论:没有空气阻力,只有重力作用时,轻重不同的物体下落快慢相同.cDQ阅下文库

7、教师小结:物体只在重力作用下从静止下落的运动叫自由落体运动,轻重不同的物体自由下落快慢相同.cDQ阅下文库

8、展示课件“自由落体运动的频闪效果”,总结特点:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.cDQ阅下文库

二、自由落体加速度:cDQ阅下文库

1、分析引导:在同一地点,从同一高度同时下落的物体,下落到同一位置时(这个位置是任意的)所用时间总是相同的.可知:这些初速度为零的匀加速运动,在相同时间里发生了相等的位移,由知,它们的加速度必相同.cDQ阅下文库

2、让学生看书,记住重力加速度的方向,了解一些地区的重力加速度的数值.cDQ阅下文库

3、让学生根据匀变速运动的公式,推导出自由落体运动的公式:cDQ阅下文库

若学生基础较好,可根据自由落体频闪照片,用分析纸带的方法 粗算一下自由落体加速度.cDQ阅下文库

探究活动cDQ阅下文库

滴水法测重力加速度的过程是这样的,让水龙头的水一滴一滴的滴在其正方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子时后一滴恰好离开水龙头,测出几滴水落到盘中的总时间t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h,即可算出重力加速度.请思考:为什么不只测出一滴水下落的时间即开始计算?按前面给的方法测出一个水滴下落时间 还是 ?为什么?重力加速度的表达式是什么?实际做一做,计算一下,当地的重力加速度.cDQ阅下文库

自由落体运动教案2cDQ阅下文库

教学目标cDQ阅下文库

1、 理解自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动cDQ阅下文库

2、明确物体做自由落体运动的条件cDQ阅下文库

3、理解重力加速度概念,知道它的大小和方向,知道在地球上不同的地方,重力加速度的大小是不同的cDQ阅下文库

4、培养学生实验、观察、推理、归纳的科学意识和方法cDQ阅下文库

5、通过对伽利略自由落体运动研究的学习,培养学生抽象思维能力,并感受先辈大师崇尚科学、勇于探索的人格魅力cDQ阅下文库

教学重难点cDQ阅下文库

理解在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同是本节的重点。cDQ阅下文库

掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题是难点。cDQ阅下文库

教学工具cDQ阅下文库

教学课件cDQ阅下文库

教学过程cDQ阅下文库

一、课前提问:初速为零的匀加速直线运动的规律是怎样的?cDQ阅下文库

二、自由落体运动cDQ阅下文库

演示1:左手掷一金属片,右手掷一张纸片,在讲台上方从同一高度由静止开始同时释放,让学生观察二者是否同时落地.然后将纸片捏成纸团,重复实验 ,再观察二者是否同时落地cDQ阅下文库

结论:第一次金属片先落下,纸片后落下,第二次几乎同时落下。cDQ阅下文库

提问:解释观察的现象cDQ阅下文库

显然,空气对纸的阻力影响了纸片的下落,而当它被撮成纸团以后,阻力减小,纸片和金属片才几乎同时着地。cDQ阅下文库

假设纸片和金属片处在真空中同时从同一高度下落,会不会同时着地呢?cDQ阅下文库

演示2:牛顿管实验cDQ阅下文库

自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。cDQ阅下文库

显然物体做自由落体运动的条件是:cDQ阅下文库

(1)只受重力而不受其他任何力,包括空气阻力。cDQ阅下文库

(2) 从静止开始下落cDQ阅下文库

实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小,可以忽略不计,物体的下落也可以看做自由落体运动。cDQ阅下文库

三、自由落体运动是怎样的直线运动呢?cDQ阅下文库

学生分组实验(每二人一组)cDQ阅下文库

将电火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上,让纸带穿过计时器,纸带下方固定在重锤上,先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器下放,然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。cDQ阅下文库

运用该纸带分析重锤的运动,可得到:cDQ阅下文库

1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动cDQ阅下文库

2、重锤下落的加速度为a=9.8m/s2cDQ阅下文库

四、自由落体加速度cDQ阅下文库

学生阅读课文cDQ阅下文库

提问:什么是重力加速度?标准值为多少?方向指向哪里?用什么字母表示?(略)cDQ阅下文库

重力加速度的大小有什么规律?cDQ阅下文库

(1)在地球上同一地点,一切物体的重力加速度都相同。cDQ阅下文库

(2)在地球上不同的地方,重力加速度是不同的,由教材第37页表格可知,纬度愈高,数值愈大。cDQ阅下文库

(3)在通常的计算中,可以把g取作9.8m/s2,在粗略的计算中,还可以把g取作cDQ阅下文库

10m/s2cDQ阅下文库

五、自由落体运动的规律cDQ阅下文库

注意式中的h是指下落的高度。cDQ阅下文库

课后习题cDQ阅下文库

1、阅读《伽利略对自由落体运动的研究》cDQ阅下文库

2、教材练习(1)至(4)题cDQ阅下文库

自由落体运动教案3cDQ阅下文库

教学准备cDQ阅下文库

教学目标cDQ阅下文库

知识与技能cDQ阅下文库

1.知道影响物体下落cDQ阅下文库

快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动.cDQ阅下文库

2.能用打点计时器得到相关的运动轨迹,并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息.cDQ阅下文库

3.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法.cDQ阅下文库

过程与方法cDQ阅下文库

1.通过对落体运动的实验探究,初步学习使用变量控制法.cDQ阅下文库

2.经历伽利略对自由落体运动的研究方法,感悟科学探究的方法.cDQ阅下文库

情感态度与价值观cDQ阅下文库

1.渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体.cDQ阅下文库

2.培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风.cDQ阅下文库

教学重难点cDQ阅下文库

教学重点cDQ阅下文库

1.自由落体加速度的大小和方向cDQ阅下文库

2.自由落体运动的规律,并运用规律解决实际问题cDQ阅下文库

教学难点cDQ阅下文库

1.自由落体运动的条件及规律cDQ阅下文库

2.应用自由落体运动的规律解决实际问题cDQ阅下文库

教学过程cDQ阅下文库

一、自由落体运动cDQ阅下文库

1.基本知识cDQ阅下文库

(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.cDQ阅下文库

(2)做自由落体运动的条件:①只受重力作用.②初速度等于零.cDQ阅下文库

(3)运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.cDQ阅下文库

2.思考判断cDQ阅下文库

(1)物体竖直向下的运动就是自由落体运动.(×)cDQ阅下文库

(2)物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动.(×)cDQ阅下文库

(3)物体由静止释放,当空气阻力很小,可忽略不计时可以看做自由落体运动.(√)cDQ阅下文库

探究交流cDQ阅下文库

(1)一张纸片下落和该纸片揉成团下落快慢不同是什么原因造成的?cDQ阅下文库

(2)为什么在抽成真空的牛顿管中金属片和羽毛下落的快慢相同?cDQ阅下文库

【提示】cDQ阅下文库

(1)纸片受到的空气阻力较大,而纸团受到的空气阻力较小,造成二者下落快慢不同.cDQ阅下文库

(2)由于抽成真空的牛顿管对金属片和羽毛均没有空气阻力,它们只在重力作用下做自由落体运动.cDQ阅下文库

二、自由落体加速度及运动规律cDQ阅下文库

1.基本知识cDQ阅下文库

(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示.cDQ阅下文库

(2)方向:竖直向下.cDQ阅下文库

(3)大小:在地球上不同的地方,g的大小是不同的,一般计算中,g取9.8_m/s2或g=10_m/s2.cDQ阅下文库

(4)运动规律cDQ阅下文库

①自由落体运动实质上是初速度v0=0,加速度a=g的匀加速直线运动.cDQ阅下文库

②基本公式位移速度关系式:v2=2gh.(gt2.)cDQ阅下文库

2.思考判断cDQ阅下文库

(1)自由落体运动加速度的大小与物体质量有关.(×)cDQ阅下文库

(2)重力加速度的方向竖直向下.(√)cDQ阅下文库

(3)在地球上不同的地方,g的大小略有不同.(√)cDQ阅下文库

三、伽利略对自由落体运动的研究cDQ阅下文库

1.基本知识cDQ阅下文库

(1)问题发现cDQ阅下文库

亚里士多德观点:重物下落得快,轻物下落得慢.cDQ阅下文库

矛盾:把重物和轻物捆在一起下落,会得出两种矛盾的结论.cDQ阅下文库

伽利略观点:重物与轻物下落得一样快.cDQ阅下文库

(2)猜想与假说cDQ阅下文库

伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动,并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说.cDQ阅下文库

(3)理想斜面实验cDQ阅下文库

①如果速度随时间的变化是均匀的,初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比,即x∝t2.cDQ阅下文库

②让小球从斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.cDQ阅下文库

③斜面倾角一定时,判断x∝t2是否成立.cDQ阅下文库

④改变小球的质量,判断x∝t2是否成立.cDQ阅下文库

⑤将斜面倾角外推到θ=90°时的情况——小球自由下落,认为小球仍会做匀加速运动,从而得到了落体运动的规律.cDQ阅下文库

(4)伽利略研究自然规律的科学方法:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来.他给出了科学研究过程的基本要素:对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广.cDQ阅下文库

2.思考判断cDQ阅下文库

(1)亚里士多德的观点是:重物、轻物下落得一样快.(×)cDQ阅下文库

(2)伽利略通过实验证明了,只要斜面的倾角一定,小球自由滚下的加速度是相同的.(√)cDQ阅下文库

(3)伽利略科学思想方法的核心是做实验.(×)cDQ阅下文库

探究交流cDQ阅下文库

在研究自由落体运动时,伽利略进行了猜想,亚里士多德进行了猜测,两种研究方法有何不同?cDQ阅下文库

【提示】 伽利略的科学猜想是根据所观察、发现的事实,把客观事实与原有的知识结合起来,科学猜想不能直接当做结论使用,只有经过实验验证,才能作为结论使用.cDQ阅下文库

四、自由落体运动及自由落体加速度cDQ阅下文库

【问题导思】cDQ阅下文库

1.物体在重力作用下的下落都是自由落体运动吗?cDQ阅下文库

2.实际中,物体下落的运动是自由落体运动吗?cDQ阅下文库

3.同一物体在不同地点做自由落体运动时,其加速度是否相同?cDQ阅下文库

1.物体做自由落体运动的条件cDQ阅下文库

(1)初速度为零;(2)除重力之外不受其他力的作用.cDQ阅下文库

2.自由落体运动是一种理想化模型cDQ阅下文库

这种模型忽略了次要因素——空气阻力,突出了主要因素——重力.在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止的下落才可看做自由落体运动,如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动,空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动.cDQ阅下文库

3.自由落体加速度的大小cDQ阅下文库

(1)产生原因:由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的,因此也称为重力加速度.cDQ阅下文库

(2)大小:与所处地球上的位置及距地面的高度有关.cDQ阅下文库

①在地球表面会随纬度的增加而增大,在赤道处最小,在两极,但差别很小.cDQ阅下文库

②在地面上的同一地点,随高度的增加而减小,但在一定的高度范围内,可认为重力加速度的大小不变.通常情况下取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2.cDQ阅下文库

1.自由落体运动是匀变速直线运动的特例.cDQ阅下文库

2.物体不仅在地球上做自由落体运动,在其他星球上也可以做自由落体运动,只不过同一物体在不同星球上所受重力不同,重力加速度不同.cDQ阅下文库

3.g的方向,不是垂直向下,也不一定指向地心.cDQ阅下文库

例:下列关于自由落体运动的说法正确的是(  )cDQ阅下文库

A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动cDQ阅下文库

B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动cDQ阅下文库

C.从静止开始下落的小钢球,因受空气阻力作用,不能看成自由落体运动cDQ阅下文库

D.从静止开始下落的小钢球,所受空气阻力对其运动的影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动cDQ阅下文库

【审题指导】 解答关于自由落体运动的问题时,必须抓住自由落体运动的两个条件,一是初速度v0=0,二是仅受重力作用.cDQ阅下文库

【答案】 BDcDQ阅下文库

对自由落体运动条件不清,往往误认为物体仅在重力作用下的运动就看做是自由落体运动或者是误认为只要物体从静止下落,物体就做自由落体运动,从而误选A.cDQ阅下文库

五、自由落体运动的规律及应用cDQ阅下文库

【问题导思】cDQ阅下文库

1.自由落体运动是特殊的匀变速直线运动吗?cDQ阅下文库

2.匀变速直线运动的基本规律对于自由落体运动是否适用?cDQ阅下文库

3.匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用?cDQ阅下文库

1.基本规律cDQ阅下文库

3.关于自由落体运动的几个比例关系式cDQ阅下文库

(1)第1s末,第2s末,第3s末,…,第ns末速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n;cDQ阅下文库

(2)前1s内,前2s内,前3s内,…,前ns内的位移之比为h1∶h2∶h3∶…∶hn=1∶4∶9∶…∶n2;cDQ阅下文库

(3)连续相等时间内的位移之比为hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hn=1∶3∶5∶…∶(2n-1);cDQ阅下文库

(4)连续相等位移上所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-);cDQ阅下文库

(5)连续相等时间内的位移之差是一个常数Δh=gT2(T为时间间隔).cDQ阅下文库

例:如图所示,直棒AB长5 m,上端为A,下端为B,在B的正下方10 m处有一长度为5 m、内径比直棒大得多的固定空心竖直管.手持直棒由静止释放,让棒做自由落体运动(不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2).求:cDQ阅下文库

(1)直棒从开始下落至上端A离开空心管所用的时间;cDQ阅下文库

(2)直棒上端A离开空心管时的速度;cDQ阅下文库

(3)直棒在空心管中运动的时间(结果可用根式表示).cDQ阅下文库

【审题指导】 解答该题应注意:cDQ阅下文库

(1)直棒从开始下落至A端离开空心管的过程中,A端下落的高度是多少.cDQ阅下文库

(2)直棒在空心管中运动的时间对应运动的哪个过程.cDQ阅下文库

【答案】 (1)2 s (2)20 m/s (3)(2-)scDQ阅下文库

杆有长度,不易分析其运动情境,解题时,我们可以找杆上某一点(如A点)为研究对象,它的运动即代表整个杆的运动.杆通过筒的时间也可认为是B点从刚进入空心筒处运动(l+)这段距离的时间.cDQ阅下文库

六、竖直上抛的研究方法cDQ阅下文库

例:某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取g=10 m/s2,5 s内物体的(  )cDQ阅下文库

A.路程为65 mcDQ阅下文库

B.位移大小为25 m,方向向上cDQ阅下文库

C.速度改变量的大小为10 m/scDQ阅下文库

D.平均速度大小为13 m/s,方向向上cDQ阅下文库

【答案】 ABcDQ阅下文库

1.定义:将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出,抛出的物体只受重力作用,这个物体的运动就是竖直上抛运动.cDQ阅下文库

2.运动性质:初速度为v0,加速度为-g的匀变速直线运动(通常取初速度v0的方向为正方向).cDQ阅下文库

3.基本规律cDQ阅下文库

(1)速度公式:v=v0-gt.cDQ阅下文库

(2)位移公式:x=v0t-2(1)gt2.cDQ阅下文库

(3)位移和速度的关系式:v2-v0(2)=-2gx.cDQ阅下文库

(4)上升到点(即v=0时)所需的时间t=g(v0),上升的高度xmax=0( ).cDQ阅下文库

4.研究方法cDQ阅下文库

(1)分段法:上升过程是加速度a=-g,末速度v=0的匀减速直线运动,下降过程是自由落体运动,且上升阶段和下降阶段具有对称性.cDQ阅下文库

(2)整体法:将全过程看成是初速度为v0、加速度为-g的匀变速直线运动,把匀变速直线运动的基本规律直接应用于全过程,但必须注意相关量的矢量性.习惯上取抛出点为坐标原点,v0的方向为正方向.此方法中物理量正负号的意义:cDQ阅下文库

(1)v>0时,物体正在上升,v<0时,物体正在下降;cDQ阅下文库

(2)h>0时,物体在抛出点的上方,h<0时,物体在抛出点的下方.cDQ阅下文库

课后小结cDQ阅下文库

板书cDQ阅下文库

§2.5利略对自由落体运动的研究cDQ阅下文库

一、绵延两千年的错误cDQ阅下文库

二,逻辑的力量cDQ阅下文库

三.猜想与假说cDQ阅下文库

四.实验验证cDQ阅下文库

五.伽利略的科学方法cDQ阅下文库

观察一提出猜想一运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)一推广应用cDQ阅下文库

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