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高中物理(人教版)必修一优秀教案--2.5《自由落体运动》精品教案(教师版)


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必修一 2.5 自由落体运动
一、教材分析

本节内容属于《普通高中物理课程标准》中必修模一第二章《匀变速直线运 动的研究》第五节《自由落体运动》的教学内容。自由落体运动是匀变速直线运动的
一种具体情形。此前,学生已经学习了匀变速直线运动的规律,也学习了研究匀变速直线运 动的基本方法,对

本课的学习,实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组 织学生进行探究活动,既有利于巩固所学的知识,培养学生解决实际问题、探求规律的能力, 还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。 二、教学目标 1、知识与能力 (1)理解自由落体运动,理解是重力加速度, (2)掌握自由落体运动的规律, (3)培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。 2、过程与方法 通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程,实际测量重物自由下落的加速度等探究活 动,让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。 3、情感态度和世界观 感受前人(亚里士多德)崇尚科学、勇于探索的人格魅力,培养学生严谨务实的科学态 度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。 三、教学重点、难点 重点:不同物体自由下落有共同加速度 g、做好实验 难点:斜面实验设计的巧妙性、实验过程中科学猜想、数学推导、合理外推的

体现 四、学情分析
在前面的教学中,学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念,对自由落体 运动也有过思考,接触过亚里士多德的观点和伽利略著名的比萨斜塔实验,但未曾接触匀变速 直线运动和理想实验的概念。 五、教学方法

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实验探究法、分析法、实验归纳法、讲授法、讨论法。 六、课前准备 1、牛顿管、抽气机; 、纸 2、10 套:纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器(带复写纸片) 10 带、重锤、海绵垫、接线板;长刻度尺。 七、课时安排 八:教学过程 (一)预习检查、总结疑惑

1 课时

Vt = V0 + at

S = V0 t +

1 2 at 2

Vt 2 ? V02 = 2as

(二)情景导入、展示目标 在日常生活中,我们会看到这种现象:把小石头和树叶举到相同高度,石头的重量比树 叶重,同时由静止开始释放。观察哪个先落地? (演示:石头和树叶) 观察结果:石头先落地 类似的现象在生活中还有很多,早在公元前 4 世纪,古希腊哲学家亚里士多德通过观察 大量物体下落的现象,归纳出:物体越重,下落得越快。在我们今天看来,他这个说法是否 正确呢? 提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢? (三)合作探究、精讲点拨。 我们可以通过实验研究这个问题,桌上有两张纸片(同种材料,质量不同)观察掉落在桌 面的情况: 1. 两张纸平摊,同一高度,同时静止释放。 2. 把质量小的纸捏成纸团,同一高度,同时静止释放。 可见,重的物体不一定下落得快,轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢?

(受空气阻力的影响) 正是由于有空气阻力的影响,物体下落得才有快有慢。同学们想想看,如果没有空气阻 力的影响,也就是在一个没有空气的空间里,物体只受重力,从静止开始下落的情况是什么 样子呢? (演示牛顿管)看,这是一根玻璃管,管中的空气已经用抽气机抽掉了,里边有

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一个金属片和羽毛,观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。
(观察实验) 定义:物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。 要注意理解“自由”这两个字:只受重力、初速度为零。 结合上面的实验我们一起总结下,小结:如果没有了空气阻力,不同物体从同一高 度做自由落体运动,它们的运动情况是相同的。 这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过,在存在空气的空间里,如果空气阻力 的影响很小,物体的下落也可以近似看作自由落体运动。 亚里士多德是古希腊的圣人,恩格斯称他是最博学的人。限于当时科技发展的水平,他 在物理方面的论述,今天看来很多是不恰当的。但是,在两千年前他能够通过观察、归纳, 形成自己的一套理论体系,已经很不简单了。我们应该正确评价他在科学发展史上的地位。 我们知道了什么是自由落体运动,下面我们继续深入的分析这种运动。 (学生分组实验: 将点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,先用夹子夹住纸带上方,使重物静止在靠近计时器的下方,然

后接通电源,待打点稳定后再松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打出一系

列小点,那么这些点记录了重物的运动情况。 )

下面大家结合学案来分析下纸带。 提问:轨迹为直线还是曲线? 答:轨迹为一条直线,物体作直线运动。 提问:是匀速直线运动吗? 答:在连续相等的时间内通过的位移不相等,逐渐的增大,所以是加速直线运动。 提问:是匀加速吗?是如何判断出来的? (提示:回忆前面学过的匀变速直线运动规律:连续相等的时间 T 内,物体通过的位移 之差为定值。这是一个判断公式, ?S = aT ,已知的 T =0.02 秒,见学案表格。 )
2

答: 可以测出连续相等的时间 T 内, 物体通过的位移之差为定值 (在误差允许的范围内) 。 则物体做匀变速直线运动。 我们一起总结一下:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

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提问:能求出自由落体运动的加速度吗? (同样根据上面的公式,我们对自由落体运动的加速度进行计算一下,大家选取不

同的时间间隔来读取数据,见学案表格)

通过多次测量计算: (1)我们通常用 g 来表示自由落体加速度,也叫重力加速度,数值近似为 9.8 m

s2

,重

力加速度的方向总是竖直向下的。在实验中,如果要获得更精确的数据,还可以用频闪照相 来测量。 (看到课本 37 面的表格,从表格上可以看出,在不同的地方,g 的取值是不同的,纬度 越高数值越大,越靠近赤道数值越小。 ) (2)地球上不同的地方,g 取值不同。从赤道到两极,g 逐渐增大。同一地点 g 值相同。 (3) 既然自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动, 那么其运动规律与一般规律类似:

不同的物体在同一地点,从相同高度同时自由下落的物体,同时到达地面,根据

h=

1 2 gt ,则它们的加速度是相同的。 2

应用: 1:大家看到课后的测定反应时间小实验。 2:测量物体从一定高度的楼房掉下,已知落地时的速度,求高度和下落时间。 (四)反思总结,当堂检测。 教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。 设计意图:巩固对自由落体运动特点的掌握、反馈纠正错误理解。 (五)发导学案、布置作业 下一节学习伽利略对自由落体运动的研究历程,体会学习前人的探索精神和科学的探究思想, 作业完成课后习题 3、4 设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓 展训练。 九、板书设计 一、物体下落过程的运动情况与物体质量大小无关. 二、物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。

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三、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

Vt = gt

h=

1 2 gt 2


Vt 2 = 2 gh

四、自由落体加速度 g=9.8 m 十、教学反思

s2

本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。课堂 上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等,最 后进行当堂检测,课后进行延伸拓展,以达到提高课堂效率的目的。 这节课主要知道自由落体运动的条件;知道自由落体运动就是初速度为零的匀变速直线运动, 推出了运动规律的三个公式,要求学生与以前学过的知识联系起来,灵活地运用。


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