關(guān)于自由落體運動(dòng)的教案

　一、教材分析

　　自由落體運動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的一種具體情形。此前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的規律，也學(xué)習了研究勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的基本方法，對本課的學(xué)習，實(shí)際上是引導學(xué)生利用已有知識解決生活實(shí)際中的問(wèn)題。組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)，既有利于鞏固所學(xué)的知識，培養學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題、探求規律的能力，還能對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育。

　　本節課的教學(xué)重點(diǎn)在于說(shuō)明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于學(xué)生受日常經(jīng)驗的影響，對重的物體下落快，輕的物體下落慢的印象很深，所以本節課做好實(shí)驗十分重要。教學(xué)時(shí)可以引導學(xué)生從日常生活經(jīng)驗出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗逐步提出問(wèn)題（設疑），讓學(xué)生自己探究（解疑），得出結論。充分體現了物理是以實(shí)驗為基礎的學(xué)科，讓學(xué)生體會(huì )科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗是揭示自然規律的重要方法和手段。

　　本節課的教學(xué)難點(diǎn)是掌握并靈活運用自由落體運動(dòng)規律解決實(shí)際問(wèn)題。

　　二、教學(xué)目標

　　1、知識與能力

　�。�1）理解自由落體運動(dòng)，理解是重力加速度，

　�。�2）掌握自由落體運動(dòng)的規律，

　�。�3）培養學(xué)生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。

　　2、過(guò)程與方法

　　通過(guò)觀(guān)察輕重不同物體在真空中的下落過(guò)程，實(shí)際測量重物自由下落的加速度等探究活動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì )科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗是揭示自然規律的重要方法和手段。

　　3、情感態(tài)度和世界觀(guān)

　　感受前人（亞里士多德）崇尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力，培養學(xué)生嚴謹務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀(guān)。

　　先通過(guò)觀(guān)察生活中的一些現象和提出亞里士多德的理論和設疑“重物體比輕物體下落快嗎?”，讓學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗及演示實(shí)驗（牛頓管）解疑，理解什么是自由落體運動(dòng)，明確物體做自由落體運動(dòng)的條件。并得出做自由落體運動(dòng)的不同物體，在同一地點(diǎn)從同一高度下落的快慢相同的結論。接著(zhù)引導學(xué)生探究“自由落體運動(dòng)是一種怎樣的運動(dòng)呢？”，通過(guò)分組實(shí)驗對自由落體運動(dòng)進(jìn)行研究，得出自由落體運動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。再提出“你能求出自由落體運動(dòng)的加速度嗎?”，引導學(xué)生去研究，從而圓滿(mǎn)解決問(wèn)題。

　　三、教學(xué)準備

　　(1)牛頓管、抽氣機；

　　(2)10套：紙片、鐵架臺、鐵螺絲、鐵夾、鐵橫桿、紙帶夾、打點(diǎn)計時(shí)器（帶復寫(xiě)紙片）、紙帶、重錘、海綿墊、接線(xiàn)板；長(cháng)刻度尺。

　　五．教學(xué)過(guò)程

　　回顧學(xué)過(guò)的知識：復習勻加速直線(xiàn)運動(dòng)的.規律和判定，掌握其有關(guān)的一些公式。

　　引入新課：

　　在日常生活中，我們會(huì )看到這種現象：把硬幣和紙片舉到相同高度，硬幣的重量比紙片重，同時(shí)由靜止開(kāi)始釋放。觀(guān)察哪個(gè)先落地？

　�。ㄑ菔荆河矌藕图埰�）

　　觀(guān)察結果：硬幣先落地

　　類(lèi)似的現象在生活中還有很多，早在公元前4世紀，古希臘哲學(xué)家亞里士多德通過(guò)觀(guān)察大量物體下落的現象，歸納出：物體越重，下落得越快。在我們今天看來(lái)，他這個(gè)說(shuō)法是否正確呢？

　　提問(wèn)：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？（課后有伽利略的推論）

　　我們可以通過(guò)實(shí)驗研究這個(gè)問(wèn)題，桌上有兩張紙片（同種材料，質(zhì)量不同）觀(guān)察掉落在桌面的情況：

　　1.兩張紙平攤，同一高度，同時(shí)靜止釋放。

　　2.把質(zhì)量小的紙捏成紙團，同一高度，同時(shí)靜止釋放。

　�。ㄗ寣W(xué)生自己試一試）

　　我們通過(guò)觀(guān)察這個(gè)現象說(shuō)明了什么？

　　可見(jiàn)，重的物體不一定下落得快，輕的物體下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？

　�。▽W(xué)生：受空氣阻力的影響）

　　我們的神州六號飛船返回時(shí)，為了安全的降落，一定的高度要打開(kāi)降落傘來(lái)減速，利用的空氣的阻力。

　　正是由于有空氣阻力的影響，物體下落得才有快有慢。同學(xué)們想想看，如果沒(méi)有空氣阻力的影響，也就是在一個(gè)沒(méi)有空氣的空間里，物體只受重力，從靜止開(kāi)始下落的情況是什么樣子呢？

　�。ㄑ菔九ｎD管）

　　看，這是一根玻璃管，管中的空氣已經(jīng)用抽氣機抽掉了，里邊有一個(gè)金屬片和羽毛，觀(guān)察牛頓管里的羽毛和金屬片下落的快慢。

　�。ㄓ^(guān)察實(shí)驗）

　　定義：物體在只受重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運動(dòng)，叫做自由落體運動(dòng)。

　　要注意理解“自由”這兩個(gè)字：只受重力、初速度為零。

　　結合上面的實(shí)驗我們一起總結下，小結：如果沒(méi)有了空氣阻力，不同物體從同一高度做自由落體運動(dòng)，它們的運動(dòng)情況是相同的。

　　這種運動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生。不過(guò)，在存在空氣的空間里，如果空氣阻力的影響很小，物體的下落也可以近似看作自由落體運動(dòng)。

　　亞里士多德是古希臘的圣人，恩格斯稱(chēng)他是最博學(xué)的人。限于當時(shí)科技發(fā)展的水平，他在物理方面的論述，今天看來(lái)很多是不恰當的。但是，在兩千年前他能夠通過(guò)觀(guān)察、歸納，形成自己的一套理論體系，已經(jīng)很不簡(jiǎn)單了。我們應該正確評價(jià)他在科學(xué)發(fā)展史上的地位。

　　我們知道了什么是自由落體運動(dòng)，下面我們繼續深入的分析這種運動(dòng)。

　�。ㄑ菔緦�(shí)驗：將點(diǎn)火花計時(shí)器呈豎直方向固定在鐵架臺上，讓紙帶穿過(guò)計時(shí)器，紙帶下方固定在重錘上，先用夾子夾住紙帶上方，使重物靜止在靠近計時(shí)器的下方，然后接通電源，待打點(diǎn)穩定后再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計時(shí)器就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)，那么這些點(diǎn)記錄了重物的運動(dòng)情況。）

　　下面大家結合學(xué)案來(lái)分析下紙帶。

　　提問(wèn)：軌跡為直線(xiàn)還是曲線(xiàn)？

　　答：軌跡為一條直線(xiàn)，物體作直線(xiàn)運動(dòng)。

　　提問(wèn)：是勻速直線(xiàn)運動(dòng)嗎？

　　答：在連續相等的時(shí)間內通過(guò)的位移不相等，逐漸的增大，所以是加速直線(xiàn)運動(dòng)。

　　提問(wèn)：是勻加速嗎？是如何判斷出來(lái)的？

　�。ㄌ崾荆夯貞浨懊鎸W(xué)過(guò)的勻變速直線(xiàn)運動(dòng)規律：連續相等的時(shí)間內，物體通過(guò)的位移之差為定值。這是一個(gè)判斷公式，，已知的=0.02秒。

　　答：可以測出連續相等的時(shí)間內，物體通過(guò)的位移之差為定值（在誤差允許的范圍內）。則物體做勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。

　　我們一起總結一下：自由落體運動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。

　　提問(wèn)：能求出自由落體運動(dòng)的加速度嗎?

　　同樣根據上面的公式，我們對自由落體運動(dòng)的加速度進(jìn)行計算一下，大家選取不同的時(shí)間間隔來(lái)讀取數據。

　　通過(guò)多次測量計算：

　�。�1）我們通常用g來(lái)表示自由落體加速度，也叫重力加速度，數值近似為9.8，重力加速度的方向總是豎直向下的。在實(shí)驗中，如果要獲得更精確的數據，還可以用頻閃照相來(lái)測量。

　　自由落體運動(dòng)是初速為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)，那么其運動(dòng)規律與一般規律類(lèi)似：

　　不同的物體在同一地點(diǎn)，從相同高度同時(shí)自由下落的物體，同時(shí)到達地面，根據，則它們的加速度是相同的。

　　應用：

　　1：大家看到課后的測定反應時(shí)間小實(shí)驗。

　　2：測量物體從一定高度的樓房掉下，已知落地時(shí)的速度，求高度和下落時(shí)間。

　　我們可以通過(guò)測量在連續相等的時(shí)間間隔內，物體通過(guò)的位移之差是否為一個(gè)定值。若為定值，則是勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。

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