高中物理《自由落体运动》教案新人教版必修.pdf

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1、 陕西省西安市长安一中高中物理人教版必修一25 自由落体运动教案 一 教学内容分析 物理学是一门以实验为基础的自然学科。因此，在教学中应该给学生以主动探究和自主学习的空间，应该培养学生发现和探索的学习观念，激励学生的探究精神，使学生在探究过程中获得知识。本节课的内容通过观察生活中的现象寻找落体运动的共同规律，明确自由落体运动的概念，知道它的运动性质，最后运用实验来研究该运动的加速度，最后总结运动规律。本节教材的编写符合教育家赞科夫提出的“使学生理解学习过程”的原则。因此，在课堂教学过程中应该按照知识的形成过程进行教学。由于本节设计的研究过程和研究方法以及相关知识的灵活运用对学生来说是非常重要的

2、，因此教学的重点在于通过实验来研究自由落体运动的规律，进一步培养科学态度和各方面的能力。自由落体运动时学生学习了匀变速直线运动及其规律后学习的内容，而自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落的一种理想模型，是一种典型的匀变速直线运动，对自由落体的深入分析有利于学生更加深刻的理解匀变速直线运动的特点和规律，更好地理解物理和生活的关系。本节课主要解决三个问题：怎样的运动为自由落体运动；自由落体运动的加速度是否相同；自由落体运动的规律怎样。因此在本节课的总体上应该采用“设定情景，提出问题”“分析问题，提出假设”“设计实验，验证假设”“分析结论，得出结果”的程序设计课堂教学。二 学生学习情况分析 学

3、生由于受到日常经验的影响，对于物体的下落运动普遍存在重快轻慢的错误认识。本节课拟通过学生之间的辩论，使学生明确认识到：日常见到的现象是因为空气阻力的影响的缘故，从而有效地消除学生的从生活中的来的错误观念。学生已经学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识，具备了一定的学习基础，因此可以由学生根据以前学过的规律来总结自由落体运动的特点，利用“牛顿管实验”中 羽毛与铁片同时落到底部的实验现象来引导学生根据医学知识推导出在同一地点不同物体自由落体的加速度是相同的，然后结合之前学的匀变速直线运动的规律“水到渠成”的推导自由落体运动的规律。三 设计思想 教学过程的优化设计关系到课堂教学的质量和教学目标的实现

4、，教学任务的完成也要通过教学过程来实施。本节课的主要教学思路如下：有生活中的现象引出自由落体运动的概念对自由落体运动进行深入的理解运用实验的手段探究自由落体加速度根据匀变速直线运动的规律总结自由落体运动的规律。四 教学目标 知识与技能 1 明确自由落体运动的概念以及条件；2 理解自由落体加速度，知道如何来测定自由落体加速度；3 理解自由落体运动的规律，并且可以以此来解决实际问题；过程与方法 指导学生进行不同层次的实验探究，在探究过程中让学生进一步体验科学探究方法：1 会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法；2 会利用实验数据分析并能归纳总结自由落体的加速度 g 随纬度变化的规律；3 善于进行观

5、察，并独立思考与别人进行讨论和交流；情感态度与价值观 1 知道学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣；2 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运动；3 培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的理解；五 教学重点与难点 教学重点 a 自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程；b 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题；教学难点 理解并运用自由落体运动的规律解决实际问题；六 教学准备 1 三张相同的纸片 三枚硬币 2 牛顿管 抽气机 铁架台 学生电源 3 纸带 铁架台 铁横杠 重锤 打点计时器 4 三十把长刻度

6、尺 计算器 七 教学过程设计 新课导入 播放落体运动的课件 通过播放落体运动的图片，使得学生感知到生活中的落体运动无处不在。师：做落体运动的物体的重量是不一样的，那么，落体运动的快慢与物体的轻重有关系吗？生：有关系。越重的物体下落的越快！为了验证学生的观点，做一下小实验：三组同学分别拿一张纸和一枚硬币：A 纸张是铺开的；B 纸张被揉成一个很松的团；C 纸张被揉成一个很紧的团；让三个同学在相同的高度释放三组物体，观察三组中纸团的下落快慢 结果：虽然三组中的物体的重量相同，但是下落的快慢越来越快。结论：物体下落的快慢与轻重无关！师：物体下落的快慢与什么因素有关系呢？继续观察刚才的三组实验，观察三组

7、中的纸的变化与下落的快慢之间的关系。生：物体所受到的空气阻力越小，则下落的越快！师：对！我们发现，物体受到的空气阻力越小时，其对应下落的越快！师：如果物体不受空气阻力时，其下落的快慢又是怎么样的呢？演示“牛顿管实验”“牛顿管”俗名也称为“毛钱管”，牛顿管的一端有一个金属气嘴，可以用抽气机通过气嘴将里面的空气抽出来，在牛顿管的另一端有一块电磁铁，当通电以后可以吸附金属物体。观察实验现象。生：在真空条件下，轻重物体下落的一样快！师：在真空条件下，物体的自由下落称为“自由落体运动”。新课教学 师：在真空条件下，物体自由下落受力有怎样的特点？生：只受重力。师：那它下落的初速度是多少呢？生：零 师：也就

8、是从静止开始下落。一 关于自由落体运动的认识【1 定义：物体之在重力作用下，由静止开始的运动称作自由落体运动】日常生活中的落体运动很多，但是并不是所有的落体运动都称作自由落体运动，也就是做自由落体运动是要有条件的。师：从树上飘下的落叶可不可以称作自由落体运动？为什么？生：不可以，因为它受空气阻力。师：所以做自由落体运动的条件之一：只受重力。演示实验：用手拿着粉笔，将其带动一段时间后，将粉笔松手，粉笔是不是做自由落体？生：不是。师：为什么？生：因为它有一定的初速度。师：所以做自由落体运动的条件二：初速度为零。【2 做自由落体运动的条件：a 只受重力；b 初速度为零；】师：在我们的日常生活中，由于

9、空气的存在，运动的物体都会受到空气阻力的影响，运动的物体只受重力的情况是不存在的，所以自由落体运动它是一中理想运动。师：不存在的运动，我们研究它还有没有意义呢？在我们的物理学中，有一种很重要的思想：抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。如果一个物体在自由下落的过程中，其受到的空气阻力远远小于所受到的重力的时候我们可以将其视为自由落体运动。【3 理想运动：fG】师：以上就是关于自由落体运动的认识，自由落体运动也属于运动的一种，那么它的运动性质是怎样的呢？许许多多的事实证明，自由落体运动是一个初速度为零的匀加速直线运动。【4 运动性质：初速度为零的匀加速直线运动】师：关于它该运动性质，我们不再做进一步的研究

10、，下一节课我们将会随着伟大的物理学家伽利略对该问题进行深入的探讨。师：既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，它的运动位移应该符合初速度为零的匀加速直线运动的位移公式。回顾初速度为零的匀加速直线运动的位移公式。生：221atx 师：回顾刚才的真空管实验，羽毛和金属片的下落时间相同，下落的位移也相同，因此根据221atx 可以得出在该位置出的羽毛和金属片做自由落体的加速度是相同的，所以说在同一位置处，任何物体做自由落体的加速度是相同的，我们把该加速度成为自由落体加速度。【二 自由落体加速度】【1 定义：在同一地点，任何物体做自由落体的加速度是相同的，我们称其为自由落体加速度，也称重力加速度

11、，用 g 来表示。】师：自由落体加速度应该是个矢量，因此它既有大小，又有方向。我们首先来研究它的大小。那如何来研究自由落体加速度的大小呢？请同学们设计一个实验。给学生三分钟的思考时间，可以相互人讨论。学生设计实验：用打点计时器测定自由落体加速度。给学生提供实验器材，请一位同学来做测定自由落体加速度的实验 师：打出的纸带，如何利用纸带分析打点出自由落体加速度？生：对于匀变速直线运动有2aTx，可以以此公式来求得自由落体加速度。师：将打出的点描清晰以后，我们取相同的时间间隔，测出相应的位移，然后用2aTx 测出自由落体加速度。其实我们还可以用现代比较先进的技术来测定自由落体加速度，称做频闪摄影法。

12、介绍“频闪摄影法”，并且播放相关的频闪摄影的照片。根据实验可以测定出不同地方的自由落体加速度。播放幻灯片，看各个地方对应的不同的自由落体加速度。由图表分析：不同纬度其对应的自由落体加速度是不相同的。【大小：随着纬度的增高而增高（两极最大，赤道最小）】师：一般情况下我们取其对应的平均值为2/9.8sm,其实自由落体加速度还随着高度的增大而减小，但是一般都忽略高度对自由落体加速度的影响。【随着高度的增大而减小】师：自由落体运动的加速度方向又是什么样子的呢？演示实验：将一个粉笔头自由下落，观察其对应运动方向。生：竖直向下。师：所以该粉笔头做竖直向下的匀加速直线运动。那对应的加速度的方向呢？生：竖直向

13、下。【方向：竖直向下】师：所以说自由落体加速度的大小为 g,方向为竖直向下，也就是说自由落体运动做的师初速度为零，加速度大小为 g,方向为竖直向下的匀加速直线运动。它应该满足初速度为零的匀加速直线运动的规律。回顾：初速度为零的匀加速直线运动的规律是什么呢？生：位移221atx 速度 atv 师：那具体到自由落体运动中，其对应的运动规律又是怎样的呢？生：下落的位移在这里是下落的高度用 h 来表示：221gth gtv 【三 自由落体运动的规律：221gth gtv】师：根据这个位移公式221gth，我们可以得出对于自由落体运动，如果知道下落 的高度时，则可以知道下落的时间。我们可以根据这个公式来测定人们的反应时间。学生活动 测定反应时间，请两位学生来测定反应时间。其它学生两两一组来测定对应的反应时间。课堂小结 布置作业 课后问题与练习 第 2 和第 3 题。板书设计 一 关于自由落体运动的认识 1 定义：2 条件：a 只受重力；b 初速度为零；3 理想运动：fG 4 运动性质：初速度为零的匀加速直线运动 二 自由落体加速度 1 定义：g 2 大小：2aTx 2/9.8sm 方向：竖直向下 三 自由落体运动规律 221gth gtv