第一篇:自由落體4
自由落體運(yùn)動(dòng)
一、教學(xué)內(nèi)容分析
1、內(nèi)容與地位
本節(jié)為《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1”中第一個(gè)二級(jí)主題“運(yùn)動(dòng)的描述”中所涉及到的內(nèi)容。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中這節(jié)有關(guān)的條目是:(1)通過史實(shí),初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。(2)經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程,理解位移、速度和加速度,了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)在認(rèn)識(shí)自由落體規(guī)律中的作用,并通過介紹伽利略對(duì)自由落體的研究,體會(huì)科學(xué)研究方法對(duì)物理學(xué)發(fā)展的作用。
物體的下落運(yùn)動(dòng)是日常生活中最為常見的現(xiàn)象,學(xué)生對(duì)物體的下落運(yùn)動(dòng)已有自己的認(rèn)識(shí),這可以成為教學(xué)的起點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的辨析,認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要實(shí)例,通過自由落體直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究,加深對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。另外,在學(xué)習(xí)過程中要讓學(xué)生逐步體會(huì)伽利略的“提出假設(shè)—數(shù)學(xué)推理——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——合理外推”的研究方法,伽利略對(duì)自由落體的研究開創(chuàng)了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展,為人類認(rèn)識(shí)自然提供了一種重要的研究方法.因此,伽利略對(duì)自由落體的研究是方法教育和情感教育的好素材,教學(xué)過程還應(yīng)讓學(xué)生感受科學(xué)家的探索精神。
2、教學(xué)目標(biāo)
(1)用理想化的方法比較重力與空氣阻力的大小,識(shí)別自由落體運(yùn)動(dòng);
(2)通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律,體驗(yàn)物體下落的快慢,了解生活中物體的下落運(yùn)動(dòng);
(3)體會(huì)伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)思維方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神。(4)體會(huì)實(shí)驗(yàn)在物理問題研究中的作用。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn)
探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程,體會(huì)伽利略的科學(xué)推理方法是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn);重力加速度的測量是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。
二、案例設(shè)計(jì)
(一)新課的引入
師:請(qǐng)同學(xué)們從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對(duì)物體下落快慢情況提出自己的看法,并舉例說明。
說明:讓學(xué)生展示對(duì)物體下落已有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí),并引導(dǎo)學(xué)生注意觀察身邊物理現(xiàn)象,體會(huì)到物理知識(shí)就在我們身邊,感悟物理規(guī)律研究的價(jià)值。
預(yù)測:學(xué)生對(duì)物體下落的認(rèn)識(shí)可能有下面幾種 1.重的物體下落快;例如:小石塊下落的比樹葉快
2.輕和重的物體下落一樣快;例如:小石塊和小紙團(tuán)下落的一樣
快
3.體積小的物體下落的比大的物體下落快;例如:小球下落的比氣球快
4.物體在下落過程中,速度越來越大;例如:小石塊下落 5.物體下落的很快,例如:從3層樓高出物體下落的樓底,只需1秒多一點(diǎn)時(shí)間
6.??
師:同學(xué)們提出的這些看法從每個(gè)實(shí)例上看都是正確的,那么為什么物體下落有這些相互矛盾的結(jié)論呢?是什么原因造成的? 說明:讓學(xué)生對(duì)已有觀點(diǎn)進(jìn)行分析和比較,提出新的問題,然后對(duì)新問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。對(duì)已有現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的思考和分析是科學(xué)研究的起點(diǎn)。
預(yù)測:學(xué)生分析出的原因可能是: 1.有沒有受到空氣阻力; 2.空氣阻力和物體的重力。
師:當(dāng)物理現(xiàn)象可能與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí)如何研究下去?可通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的研究;也可以通過科學(xué)的推理進(jìn)一步研究。下面先通過實(shí)驗(yàn)來研究阻力和重力對(duì)物體下落的影響。請(qǐng)同學(xué)們針對(duì)這個(gè)問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。說明:對(duì)于遇到的問題和困難如何進(jìn)一步研究下去,這是要讓學(xué)生體會(huì)的,因此在學(xué)習(xí)中不要只給學(xué)生唯一正確的方法和過程,讓學(xué)生嘗試中體驗(yàn)成功和失敗的快樂。預(yù)測:學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案可能是:
1.拿兩張相同的紙張,一張揉成紙團(tuán),另一張不變;讓它們一起下落。那么觀察到現(xiàn)象來說明空氣阻力對(duì)物體下落的影響。(空氣阻力阻礙物體向下運(yùn)動(dòng),沒有阻力情況下物體運(yùn)動(dòng)的快)
2.拿重量不一樣的木球和和鐵球,讓它們一起下落。拿重量不一樣的紙片和硬紙片讓它們一起下落。這組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在有空氣阻力和沒有空氣阻力的情況下物體下落情況不一樣。3.??
師:從同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論?
說明:以往結(jié)論往往是教師直接給出,沒有給學(xué)生思考總結(jié)的時(shí)間,這樣學(xué)生的實(shí)驗(yàn)只流于形式,沒有達(dá)到揭示通過實(shí)驗(yàn)揭示現(xiàn)象本質(zhì)的功能,同時(shí)也不能給學(xué)生帶來研究問題的樂趣。預(yù)測:學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和思考可能得出的結(jié)論是(1).空氣阻力對(duì)物體下落是有影響的,同一物體受到空氣阻力時(shí)運(yùn)動(dòng)的較慢;
2.當(dāng)有受到空氣阻力時(shí)物體下落還與物體重力有關(guān)
3.當(dāng)物體在沒有受到空氣阻力的情況下,物體下落的快慢似乎與重力無關(guān) 4.??
師:從以上討論中,我們可以發(fā)現(xiàn)空氣阻力對(duì)物體下落的確有影響,而且較為復(fù)雜,日常生活中許多物體下落時(shí)受到的空氣阻力很小,與物體的重力比較小的很多,常常可以忽略
不計(jì),我們今天就是研究在沒有空氣阻力的情況下物體的下落情況,這種運(yùn)動(dòng)就叫自由落體運(yùn)動(dòng)。
(二)自由落體運(yùn)動(dòng)
1、輕、重物體自由落體運(yùn)動(dòng)的過程運(yùn)動(dòng)情況一樣―――下落的一樣快
教師通過牛頓管演示實(shí)驗(yàn)來證實(shí)在沒有空氣阻力的情況下,輕、重物體下落情況一樣。實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示,在一根長約1.5m的玻璃管中,放入一些形狀和重力均不同的小物體,如羽毛、金屬片、軟木塞、小玻璃球等。演示實(shí)驗(yàn)時(shí)按如下步驟:
(1)不抽出玻璃管中的空氣,將玻璃管倒立過來,觀察物體下落情況
(2)抽去玻璃管中部分空氣,將玻璃管倒立過來,觀察物體下落情況
(3)繼續(xù)抽泣玻璃管中空氣,再將玻璃管倒立過來,觀察物體下落情況在
師:從該實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們看到什么現(xiàn)象,從這些現(xiàn)象中說明了什么問題?
說明:演示實(shí)驗(yàn)的功能是為了揭示現(xiàn)象的本質(zhì),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;演示實(shí)驗(yàn)中如何提高學(xué)生觀察的興趣是教師在完成實(shí)驗(yàn)過程中要考慮的;本演示實(shí)驗(yàn)并沒有一下就做“真空”情況下,物體下落的情況;而是不斷地抽出玻璃管中的空氣,觀察減小物體下落阻力,物體的運(yùn)動(dòng)情況;這樣每次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均不相同,有利
于形成科學(xué)的觀察習(xí)慣和觀察敏銳性。預(yù)測:學(xué)生可能的觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論
1.玻璃管中空氣越少,那么物體運(yùn)動(dòng)快慢越一致
2.可以推出在沒有空氣阻力的情況下,輕、重物體下落的一樣快 在學(xué)生得出不同物體自由落體運(yùn)動(dòng)情況一樣后,教師介紹伽利略是如何對(duì)亞里士多德對(duì)物體下落的研究結(jié)論產(chǎn)生懷疑,通過推理進(jìn)行進(jìn)一步分析得出輕、重物體下落是一樣快的。分析方法如下: 在古希臘哲學(xué)家,亞里士多德認(rèn)為物體下落的速度與物體所受的重力大小成正比,即重物比輕物先落地。
伽利略用亞里士多德的觀點(diǎn)推出了互相矛盾的結(jié)果。他說如果重的物體先落地,那么把輕的物體和重的物體栓在一起,那么它比重的物體還重,根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)它下落的地面的時(shí)間應(yīng)比重的物體短;但我們?cè)俑鶕?jù)亞里士多德的觀點(diǎn),重物下落的比輕物快,那么在下落過程中,重物會(huì)受到輕物的牽扯而變慢,輕物會(huì)受到重物的牽扯而變快;那么拴在一起的物體下落的速度應(yīng)比重物下落的速度慢;這樣伽利略就用亞里士多德的觀點(diǎn)推出兩個(gè)互相矛盾的結(jié)論,這說明亞里士多德的觀點(diǎn)是有缺陷的,因此伽利略認(rèn)為輕、重不同的物體它們下落的速度是一樣的。為了說明他對(duì)物體下落的結(jié)論是正確的的,據(jù)說他在比薩斜塔上把木球和銅球同時(shí)下落,發(fā)現(xiàn)它們幾乎同時(shí)落地。伽利略利用科學(xué)的思辨方法指出了亞里士多德對(duì)物體下落的觀點(diǎn)的矛盾通過實(shí)驗(yàn)揭示了物體自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
2、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度
師:自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律都相同,用什么物理量來表示自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢?
說明:在研究得出輕、重不同的物體自由落體運(yùn)動(dòng)的一樣快后,學(xué)生很可能會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問,為什么輕重物體下落的會(huì)一樣快?其內(nèi)在原因是什么?產(chǎn)生這樣的疑問是非常好的,對(duì)這個(gè)問題的思考和討論正是揭示了力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。但并不是本節(jié)課研究的主要問題;因此在此處,教師通過問題把學(xué)生的思維引導(dǎo)到研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律這方面。如果學(xué)生有這方面的疑問,教師應(yīng)給以積極的肯定,并且鼓勵(lì)學(xué)生課可后給以解決。
預(yù)測:學(xué)生對(duì)老師提出的問題可能的答案是 1.用物體的速度來表示 2.用物體的運(yùn)動(dòng)加速度來表示
引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體運(yùn)動(dòng)的加速度是用于確定物體的運(yùn)動(dòng)快慢,知道物體運(yùn)動(dòng)的加速度就能知道物體的運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律,知道物體的速度變化規(guī)律就能知道物體的位置變化規(guī)律,因此只要知道物體的運(yùn)動(dòng)加速度(和運(yùn)動(dòng)初速度)就能知道物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。師:那么如何測得自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度呢?請(qǐng)思考測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)方案?
說明:自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)實(shí)際例子,本節(jié)課目的不僅要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,而且還要通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究來加深對(duì)勻變速直線規(guī)律的掌握和應(yīng)用。因此可讓學(xué)生利用所學(xué)勻變速直線來設(shè)計(jì)來研究自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
預(yù)測:學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案可能是:
1.讓小球從高為h下落,測出下落所用時(shí)間t;那么自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為g?2ht2(此種方法由于物體自由落體運(yùn)動(dòng)很快,因此時(shí)間的測量較難;此種方法并不可行)
2.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)來測量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g??sT2(重物重力應(yīng)較大,這樣才能使重物在下落過程中受到的阻力可以忽略不計(jì),本實(shí)驗(yàn)容易實(shí)現(xiàn))
3.利用閃光照片來測量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g??sT2(本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)誤差最小,但不容易在課堂上實(shí)現(xiàn),但這種方法教師應(yīng)該給予介紹)在學(xué)生交流討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案中,應(yīng)讓他們對(duì)各種方案闡述自己的觀點(diǎn),反思方案中的問題。老師可根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況安排實(shí)驗(yàn)(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn))或直接給出打點(diǎn)器打出自由落體運(yùn)動(dòng)的紙帶(或自由落體運(yùn)動(dòng)的閃光照片),讓學(xué)生分析得出測量出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度―――重力加速度。
教師在學(xué)生算出重力加速度后,教師可以提供不同緯度上的重力加速度,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)地球不同緯度的重力加速度是不一樣的,它會(huì)隨緯度的增大而增大。(這點(diǎn)可以在學(xué)習(xí)萬有引力定律后給出更好,因此教師可以根據(jù)學(xué)生情況自行取舍;如果學(xué)生能提出為什么重力加速度會(huì)隨緯度的增大而增大?那么老師應(yīng)給以肯定,鼓勵(lì)學(xué)生探究其產(chǎn)生的原因)
3.自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
生活中許多物體的下落都可以看成自由落體運(yùn)動(dòng);如石塊下落、花盆下落??。
1.請(qǐng)同學(xué)們估算從三樓涼臺(tái)上下落的花盆,經(jīng)過多長時(shí)間到達(dá)地面,到達(dá)地面速度多大?
說明:該例題讓學(xué)生體驗(yàn)物理現(xiàn)象就在我們身邊,體驗(yàn)自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢。讓學(xué)生學(xué)會(huì)估算的方法。
分析和解:每層樓樓高約2.8m左右三樓涼臺(tái)離地面高度h≈2.8×2+2.8÷3≈6.5(m)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律:t?2hgh?12gt2 ∴?2?6.510?1.14(s)
花盆落地速度:v=gt≈11.4(m)
老師在學(xué)生解題的過程,應(yīng)教學(xué)生估算樓高的方法,知道每層樓高;解題后應(yīng)對(duì)結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的討論。如:問三層樓掉下的花盆到達(dá)地面所用時(shí)間1.14s是長還是短,那么住在高樓同學(xué)應(yīng)注意什么?進(jìn)入工地為什么必須戴上安全帽???等許多實(shí)際問題。
在學(xué)生體驗(yàn)到自由落體運(yùn)動(dòng)下落很快后,老師可以介紹伽利略是如何通過實(shí)驗(yàn)和推理來研究自由落體的運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的。(當(dāng)時(shí)沒有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和閃光照相的方法,也就是這么短的時(shí)間是沒有辦法測量的;伽利略是如何解決這樣的問題?)(參考伽利略《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書)
2.請(qǐng)同學(xué)們利用刻度尺設(shè)計(jì)測量人的反應(yīng)時(shí)間
說明:在應(yīng)用物理規(guī)律時(shí),不僅要做鞏固性練習(xí),而且要結(jié)合實(shí)際問題情景讓學(xué)生在做的過程體驗(yàn)如何應(yīng)用物理知識(shí)解決問題特
別是方案設(shè)計(jì)的討論有助于促進(jìn)學(xué)生各方面的發(fā)展,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。這個(gè)問題學(xué)生可在課堂完成也可在可后完成。
三、案例評(píng)析:
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)不僅注重學(xué)生新知識(shí)的形成過程,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)體會(huì)如何進(jìn)行科學(xué)的思維和實(shí)驗(yàn);而且在教學(xué)過程中注重調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,教學(xué)設(shè)計(jì)注意體現(xiàn)物理學(xué)的價(jià)值,在教與學(xué)的過程中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的價(jià)值觀和世界觀的形成。本設(shè)計(jì)從學(xué)生日常生活中的例子出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步的思考,發(fā)現(xiàn)問題,然后通過實(shí)驗(yàn)揭示問題的本質(zhì);在此過程教師留給學(xué)生獨(dú)立的觀察、思考和實(shí)驗(yàn)的空間和時(shí)間,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中充滿問題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在得出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后教師并不是簡單的利用自由落體運(yùn)動(dòng)公式解決自由落體運(yùn)動(dòng),而是利用身邊常見的現(xiàn)象來應(yīng)用自由落體規(guī)律,不僅有趣而且突出體現(xiàn)生活中的物理,讓學(xué)生體驗(yàn)到物理現(xiàn)象就在身邊,物理知識(shí)不僅有趣,而且還是很有價(jià)值的。
四、相關(guān)鏈接:
1.《兩種新科學(xué)的對(duì)話》伽利略
2.用baidu搜索網(wǎng)站:輸入“伽利略”搜索就能輸出94萬條有關(guān)伽利略的資料
第二篇:自由落體
1、關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A、物體豎直向下運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)
B、物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)
C、當(dāng)空氣的阻力可以忽略不計(jì)時(shí),物體從靜止開始的下落運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng) D、任何物體在不計(jì)阻力的情況下的下落運(yùn)動(dòng)完全相同
2、甲乙兩物體均在同一處做自由落體運(yùn)動(dòng),甲的重力比乙的重力大,甲從H高處自由落下,乙從2H高處自由落下,則在它們下落過程中,下列說法正確的是()A、兩物體下落過程中,同一時(shí)刻甲的速度比乙的大 B、下落1s時(shí),它們的速度相等
C、各自下落1m時(shí),它們的速度相等 D、下落的過程中甲的加速度比乙的大
3. 甲物體的重力是乙物體的3倍,它們?cè)谕坏攸c(diǎn)同一高度處同時(shí)自由下落,則下列說法中正確的是:()
A.甲比乙先著地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同時(shí)著地
D.無法確定誰先著地
3、一物體從離地H高處自由下落x時(shí),物體的速度恰好是著地時(shí)速度的一半,則它落下的位移x等于___________。
4、從某電視塔頂附近的平臺(tái)處釋放一個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力和風(fēng)的作用,小球自由下落。若小球在落地前的最后2s內(nèi)的位移是80m,則該平臺(tái)離地面的高度是多少?該小球落地時(shí)的瞬時(shí)速度大小是多少?(g取10m/s2)
5、豎直懸掛一根15m長的桿,在桿的正下方距桿下端5m處有一觀察點(diǎn)A,讓桿自由落下。求桿全部通過A點(diǎn)需多少秒?(g=10m/s2)
6、甲乙兩球從同一高度相隔1s先后自由下落一個(gè)小球,在下落過程中()A.兩球速度差始終不變
B、兩球速度差越來越大 C.兩球距離始終不變
D、兩球距離越來越大
5.物體從離地面45m處做自由落體運(yùn)動(dòng),g取10m/s2,試求:(1)物體經(jīng)過多長時(shí)間落地?
(2)物體在下落1.5s時(shí)的速度是多大?(3)物體落地速度是多大?(4)第2s內(nèi)的位移是多大?
8、跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)距離地面 125 m時(shí)打開降落傘,傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以14.3 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)速度為5 m/s,問:
(1)運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面的高度為多少?(2)離開飛機(jī)后,經(jīng)過多少時(shí)間才能到達(dá)地面?(g=10 m/s2)
第三篇:自由落體111
《自由落體》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
1.本節(jié)課是物理必修1的第三章第三節(jié),這節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容.2.教材把自由落體運(yùn)動(dòng)作為初速度為零、加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特例來處理,沒有另外給出自由落體運(yùn)動(dòng)的公式,這體現(xiàn)了物理學(xué)從簡單問題入手,用理想化的方法處理實(shí)際問題的方法。研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),給出了頻閃照相機(jī)的照片,但沒有作定量的詳細(xì)分析,只要求從圖上看出物體越落越快,物體作加速運(yùn)動(dòng)即可。教材為了簡便,援引伽利略的研究結(jié)果,直接給出了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度的講述,也比較適合學(xué)生的思維習(xí)慣。二.學(xué)情分析
1.學(xué)生在剛學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律后,急需一次真正的實(shí)踐去更深刻的理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,而對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,恰恰適應(yīng)了學(xué)生的這一要求,在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中,要讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)有進(jìn)一步的提高.2.學(xué)生已經(jīng)會(huì)處理打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中的紙帶,也有一定的觀察、分析、推理能力,但仍存在觀察事物抓不住重點(diǎn),分析停留在表面,自主探究能力不強(qiáng),概括、推理能力較差等問題。
3.按照學(xué)生在初中時(shí)候的思維慣性,當(dāng)他們?cè)趯W(xué)習(xí)了一定的物理理論知識(shí)后,會(huì)嘗試去應(yīng)用知識(shí)去解釋或解決一些具體的實(shí)際問題。適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的應(yīng)用可以進(jìn)一步發(fā)掘?qū)W生的探索潛力。
三.設(shè) 計(jì) 思 路:
落體運(yùn)動(dòng)是生活中普遍存在的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,教材依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和物理學(xué)發(fā)展史實(shí),從這一特殊運(yùn)動(dòng)出發(fā),提出思考和猜想,并通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的紀(jì)錄和分析,初步得出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征。本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)突出以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.重視實(shí)驗(yàn):整節(jié)課由演示實(shí)驗(yàn)組成,通過實(shí)驗(yàn)設(shè)疑、解疑、探求規(guī)律,又通過實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)的知識(shí),充分體現(xiàn)了物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
2.充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用:通過實(shí)驗(yàn)探索、設(shè)問點(diǎn)拔,創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生始終保持積極探索的學(xué)習(xí)心態(tài)。
3.在學(xué)生初步掌握運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,用簡單的回扣游戲使學(xué)生加深印象和理解,使學(xué)生得到鞏固和提高。
四、學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識(shí)與技能:
(1)研究并認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。
(2)理解自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律;并會(huì)運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律解答相關(guān)問題。2.過程與方法:(1)通過觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生觀察,分析能力。(2)利用已知的直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律來研究自由落體運(yùn)動(dòng)。3.情感態(tài)度價(jià)值觀:(1)培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。(2)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。五.重點(diǎn)
難點(diǎn)
1.重點(diǎn):教會(huì)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索研究的本領(lǐng)
2.難點(diǎn):運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用的引導(dǎo) 六.教學(xué)準(zhǔn)備火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.鐵架臺(tái).重錘.紙帶.硬幣兩枚.薄紙片若干.鐵片一個(gè)
牛頓管、橡皮塊、兩張相同的紙。七,教學(xué)過程
一、自由落體運(yùn)動(dòng)
1.思考與討論:
(1)重的物體下落得快?還是輕的物體下落得快?
(2)請(qǐng)舉出一重的物體下落快的實(shí)例?(演示一張紙和一塊橡皮下落的現(xiàn)象)
師:是否一定是重的物體下落的快?介紹伽利略推理過程。
請(qǐng)一個(gè)學(xué)生來做個(gè)實(shí)驗(yàn):半張紙揉成的紙團(tuán)和一大張紙片同時(shí)從同一高度下落情況,請(qǐng)同學(xué)觀察。(紙團(tuán)比紙片下落快,輕的物體還下落的快。)
(設(shè)計(jì)說明:上述方法也是我們研究問題的方法,利用粗象的邏輯推理或做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。)
師:這樣看來,重的物體有時(shí)下快,有時(shí)輕的物體下落的快。請(qǐng)同學(xué)們比較一下上面的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)并討論是什么原因?qū)е逻@樣的結(jié)果。
2.分析引導(dǎo):
(1)教師指出:上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān),是因?yàn)橛锌諝庾枇Υ嬖谑宫F(xiàn)象變得復(fù)雜。在17世紀(jì),伽利略曾做過著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):質(zhì)量不同的鐵球和木球幾乎同時(shí)落地。
(2)提問:如果沒有空氣阻力,只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢如何?
(3)演示:按教材要求做“牛頓管”實(shí)驗(yàn)。
3.總結(jié)歸納:
(1)牛頓管實(shí)驗(yàn)結(jié)論:質(zhì)量不同的羽毛硬幣等物體在沒有空氣阻力的情況下,下落的快慢是相同的。并比較一下牛頓管放入空氣后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引出自由落體運(yùn)動(dòng)的定義。
師:自由落體運(yùn)動(dòng)是一種什么運(yùn)動(dòng)呢?我們會(huì)猜想它會(huì)不會(huì)就是初速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)呢?這樣需要來證明才能確定。
2)指導(dǎo)學(xué)生看“自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃效果”的插圖。
提問:要證明是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法?(方法一:利用連續(xù)相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移差為定值進(jìn)行推導(dǎo)。方法二:證明連續(xù)相鄰相等的時(shí)間內(nèi)位移之比是連續(xù)的奇數(shù)比。)(設(shè)計(jì)說明:這種方法先猜想后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法也是科學(xué)家研究問題的一種方法。)
3)分析頻閃照片,分析出自由落體運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng),進(jìn)而指出,自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(4)結(jié)論:自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
二、自由落體加速度
1.分析引導(dǎo):在同一地點(diǎn),從同一高度同時(shí)下落的物體,下落到同一位置時(shí)(這個(gè)位置是任意的)所用時(shí)間總是相同的。可知:這些初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間里發(fā)生了相等的位移,由知,它們的加速度必相同。
2.讓學(xué)生看書,記住重力加速度的方向,了解一些地區(qū)的重力加速度的數(shù)值。并讓學(xué)生比較與前面學(xué)到的g的數(shù)值大小,并強(qiáng)調(diào)這個(gè)重力加速度就是前面我們學(xué)到的常數(shù)g。
3.讓學(xué)生根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的公式,推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)的公式:
,若學(xué)生基礎(chǔ)較好,可根據(jù)自由落體頻閃照片,用分析紙帶的方法由粗算一下自由落體加速度。
三、例題《北京晚報(bào)》報(bào)道:一小孩從15m高的樓層掉下,被下面的一位叔叔伸開雙臂接住化險(xiǎn)為夷,幸免于難,試求:
(1)該小孩在空中下落的時(shí)間為多少?(2)該叔叔接住小孩時(shí),小孩的速度為多少?
四、課后探究
測自己的反應(yīng)時(shí)間:(請(qǐng)學(xué)生說明這樣測量的理由。并要求學(xué)生課后測量一下自己的反應(yīng)時(shí)間。現(xiàn)場可測幾個(gè)同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間。)
(設(shè)計(jì)說明:讓學(xué)生自己參與,既活躍了課堂氣氛,又讓學(xué)生加深了印象,可以讓學(xué)生在玩的過程中學(xué)到了知識(shí),這樣會(huì)收到很好的效果。)
六、引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)
(一)自由落體運(yùn)動(dòng)
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。
2.條件(1)只受重力作用。(2)從靜止開始下落。
3.性質(zhì):初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(二)自由落體加速度
1.方向:豎直向下。2.大小:通常取g=9.8m/s,有時(shí)g=10m/s。
相關(guān)因素:(1)隨緯度的增加而增大。(2)隨高度的增加而減少。
七、教學(xué)反思
首先,本節(jié)課最重要是對(duì)一些科學(xué)研究方法的教學(xué),若僅僅是對(duì)這些知識(shí)的傳授而不重視科學(xué)物理研究方法的教學(xué),則這堂還不能算是一堂成功的課。其次,在教學(xué)過程中應(yīng)多讓學(xué)生自己參與到探究活動(dòng)中去,這樣讓學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)探究出來的結(jié)果比教師告訴得到的結(jié)果印象要深刻的多,也讓課堂教學(xué)的師生互動(dòng)有了更好的效果。另外,這節(jié)課要注重把實(shí)驗(yàn)做好,如果實(shí)驗(yàn)不成功,這節(jié)課就如同讓學(xué)生去死記幾個(gè)結(jié)論了,效果不好。
第四篇:自由落體專題練習(xí)
自由落體作業(yè)
1、豎直上拋一物體,初速度為30m/s,求:上升的最大高度;上升段時(shí)間,物體在2s末、4s末、6s末的高度及速度。(g=10m/s2)
2、A球由塔頂自由落下,當(dāng)落下am時(shí),B球自距塔頂bm處開始自由落下,兩球恰好同時(shí)落地,求塔高。
3、氣球以4m/s的速度勻速豎直上升,氣體下面掛一重物。在上升到12m高處系重物的繩子斷了,從這時(shí)刻算起,重物落到地面的時(shí)間
4、某人站在高層樓房的陽臺(tái)外用20m/s的速度豎直向上拋出一個(gè)石塊,則石塊運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)15m處所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2)
1、關(guān)于豎直上拋運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()
A 上升過程是減速過程,加速度越來越小;下降過程是加速運(yùn)動(dòng),加速度越來越大 B 上升時(shí)加速度小于下降時(shí)加速度 C 在最高點(diǎn)速度為零,加速度也為零
D 無論在上升過程、下落過程、最高點(diǎn),物體的加速度都為g
2、將物體豎直向上拋出后,在下圖中能正確表示其速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的圖線是()
3、物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)后又落回原出發(fā)點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是()A、上升過程中,加速度方向向上,速度方向向上 B、下落過程中,加速度方向向下,速度方向向下 C、在最高點(diǎn),加速度大小為零,速度大小為零 D、到最高點(diǎn)后,加速度方向不變,速度方向改變
4、從高處釋放一粒小石子,經(jīng)過0.5s,從同一地點(diǎn)再釋放一粒小石子,在兩石子落地前,它們之間的距離()
A.保持不變
B.不斷減小
C.不斷增大
D.根據(jù)兩石子的質(zhì)量的大小來決定
5、某同學(xué)身高1.8m,在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過了1.8m高度的橫桿.據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(g取10m/s2)()A.2m/s
B.4m/s C.6m/s
D.8m/s
6、以初速度40m/s豎直上拋一物體,經(jīng)過多長時(shí)間它恰好位于拋出點(diǎn)上方60m處(不計(jì)空氣阻力,g取210m/s)?
7、一個(gè)物體從H高處自由落下,經(jīng)過最后196m所用的時(shí)間是4s,求物體下落H高度所用的總時(shí)間T和2高度H是多少?取g=9.8m/s,空氣阻力不計(jì).
8、氣球下掛一重物,以v0=10m/s勻速上升,當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高h(yuǎn)=175m處時(shí),懸掛重物的繩子突然斷裂,那
2么重物經(jīng)多少時(shí)間落到地面?落地的速度多大?空氣阻力不計(jì),取g=10m/s.
9、一根矩形桿的長1.45m,從某一高處作自由落體運(yùn)動(dòng),在下落過程中矩形桿通過一個(gè)2m高的窗口用時(shí)0.3s.則矩形桿的下端的初始位置到窗臺(tái)的高度差為多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形桿的長)
10.氣球以10m/s的速度勻速上升,在離地面75m高處從氣球上掉落一個(gè)物體,結(jié)果氣球便以加速度α=0.1m/s2向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)物體在下落過程中受到的空氣阻力,問物體落到地面時(shí)氣球離地的高度為多少?g=10m/s2.
第五篇:自由落體教案
08物本(1)080501145 陳武凡
“自由落體運(yùn)動(dòng)”教案
第3章第3節(jié)
一、教學(xué)目標(biāo)
1:認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2: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。
3:掌握資源落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。
4: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Α?/p>
二、教學(xué)重點(diǎn)
1:自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程。
2:掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題。
三、教學(xué)難點(diǎn)
理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題。
四、教學(xué)方法
體現(xiàn)新課程的理念,實(shí)驗(yàn)參與與自由討論相結(jié)合,并在體驗(yàn)中掌握學(xué)習(xí)方法
五、教學(xué)儀器
多媒體課件、牛頓管、小紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)、紙帶、質(zhì)量不同的重物等。
演示實(shí)驗(yàn)1: 觀察質(zhì)量不同的重物下落快慢
將形狀大小相同的金屬片與紙片從距離地面同高度由靜止開始同時(shí)釋放,二者是否同時(shí)落地?
學(xué)生猜想:金屬片先落地。
學(xué)生分析原因:
1、金屬片比紙片重下落得快。
2、紙片受阻力比金屬片的大,紙片下落得慢。
演示實(shí)驗(yàn)2:將紙片揉成紙團(tuán)后重復(fù)上面的探究實(shí)驗(yàn),二者是否同時(shí)落地? 學(xué)生猜想:金屬片先落地。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:金屬片比紙片先落地,但與紙團(tuán)下落的時(shí)間大大縮小。
學(xué)生分析原因:紙團(tuán)受阻力大大減小,所以紙片下落的時(shí)間與金屬片下落的時(shí)間大縮短。提問:通過演示實(shí)驗(yàn),物體下落快慢與質(zhì)量有關(guān)嗎?
學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索,最后請(qǐng)同學(xué)演示,并說明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論:物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)。
多媒體演示:
比薩斜塔實(shí)驗(yàn)。
觀察現(xiàn)象:輕的物體和重的物體,同時(shí)落地。總結(jié):物體下落快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。進(jìn)一步思考:如果沒有空氣阻力的影響,物體下落快慢如何?
演示實(shí)驗(yàn)2: 牛頓管實(shí)驗(yàn)
(1)當(dāng)管中有空氣時(shí),不同物體下落快慢不同。
(2)將管中空氣抽干凈后,不同物體下落快慢相同。
學(xué)生分析原因:影響物體下落運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力,沒有空氣阻力時(shí),只在重力作用下輕重不同物體下落快慢相同。
自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 1:請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行假設(shè)猜想
2:自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)?如果是如何驗(yàn)證? 實(shí)驗(yàn)探究,尋求規(guī)律 請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格,驗(yàn)證猜想。
數(shù)據(jù)處理,作出v-t圖像
指導(dǎo)學(xué)生回顧初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:
速度V=at,位移S=1/2gt2。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
自由落體的加速度
在同一地點(diǎn),一切物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都相同,這個(gè)加速度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度方向g總是豎直向下
不同的地理位置,重力加速度大小不同,利用自由落體儀測出當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋⒅笇?dǎo)學(xué)生看課本中的表格 課堂小實(shí)驗(yàn)
請(qǐng)一位同學(xué)與你合作,讓他用兩個(gè)手指捏住長尺上端,你的拇指與食指拳曲成環(huán)狀放在尺下端的零刻度周圍(手的任何部位都不要碰到尺,見下圖).當(dāng)他一松手、尺子開始下落時(shí),你立刻把尺握住.記下握住尺的位置,讀出尺下落的高度,就能算出你的反應(yīng)時(shí)間,你想知道這樣做的原理嗎? 鞏固練習(xí)
有一種“傻瓜”照相機(jī),其光圈(進(jìn)光孔徑)隨被拍攝的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié),而快門(曝光時(shí)間)是固定不變的.為估測該照相機(jī)的曝光時(shí)間,實(shí)驗(yàn)者從某磚墻前的高處使一個(gè)石子自由落下,拍攝石子在空中的照片如下圖所示.由于石子的運(yùn)動(dòng),它在照片上留下了一條模糊的徑跡. 已知每塊磚的平均厚度為6cm.拍攝到的石子位置A距石子起落點(diǎn)豎直距離約2m,怎樣估算這個(gè)照相機(jī)的曝光時(shí)間?
分析:石子下落可簡化為如圖所示:由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:
h?12gt2(h??h)?12g(t??t),則可求出曝光時(shí)間2?t
解析:石子做自由落體運(yùn)動(dòng),它留下的徑跡AB的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間即為曝光時(shí)間。設(shè)開始下落點(diǎn)為O,由照片可發(fā)看出AB長對(duì)應(yīng)兩塊磚的厚度,即AB=6×2cm=0.12m,OA=2.0m,故OB=2.12m,由h?2OAg2?21012gt2知,從O至A和從O至B所用時(shí)間分別為
2OBg2?2.1210tA??s?0.63stB??s?0.65s
所以曝光時(shí)間為?t?tA?tB?0.02s
課堂小結(jié):自由落體運(yùn)動(dòng)
一、自由落體運(yùn)動(dòng)的概念:
物體僅在重力作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng),叫自由落體運(yùn)動(dòng)。
二、自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):
初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
三、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度:
1、在同一地點(diǎn),一切物體自由下落的加速度都相同,叫做自由 落體加速度,也叫重力加速度。
2、重力加速度變化規(guī)律:在同一地點(diǎn)重力加速度g的大小是相
同的,在不同的地方,g的值略有不同.
(1)緯度越大的地方,g越大.(2)高度越高的地方,g越小.
3、常取g=9.8m/s2
4、重力加速度的方向總是豎立向下的。
四、自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式:
12v?gth?gt2v?2gh2