高一物理教案：《自由落體運(yùn)動(dòng)》教案一

1、高一物理教案：自由落體運(yùn)動(dòng)教案一高一物理教案：自由落體運(yùn)動(dòng)教案一 教材分析本節(jié)課是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修 1 第 二章第五節(jié)的內(nèi)容，在第一章學(xué)生學(xué)習(xí)了對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述和使用打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器后，本章主要運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)和物理量之間 的關(guān)系。對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一次個(gè)案研究，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 的具體應(yīng)用，也為以后學(xué)習(xí)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。因此，本 節(jié)課是本章知識(shí)的復(fù)習(xí)課，培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活實(shí)際的 應(yīng)用課，也是為后面知識(shí)準(zhǔn)備的鋪墊課。 學(xué)生分析學(xué)生對(duì)落體運(yùn)動(dòng)都有認(rèn)識(shí)，但如何去分析其運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，學(xué)生還 沒(méi)有相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道了勻變速直

2、線運(yùn)動(dòng) 的規(guī)律，而實(shí)際生活中的落體運(yùn)動(dòng)由于有阻力的影響，并不是勻變速 運(yùn)動(dòng)。所以在引入這節(jié)課時(shí)，通過(guò)不同質(zhì)量的泡沫和紙片以及牛頓管 實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明確我們研究的自由落體運(yùn)動(dòng)是只受重力的理想模型。 再通過(guò)頻閃照片，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和傳感器計(jì)算加速度 的值，這樣對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)這一結(jié)論 就能很好地掌握。 教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力目標(biāo)：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)；能用打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器探究運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，知道頻閃照相的原理，了解傳感器的原理。 知道什么是自由落體加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地 方，重力加速

3、度大小不同；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)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屯评砟芰Α??過(guò)程與方法目標(biāo)：掌握根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的 探究方法；掌握利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并歸納總結(jié)出物理規(guī)律的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣；培養(yǎng) 學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí)，敢于積極探索并能提出與別人不同 的見(jiàn)解。 教學(xué)重、難點(diǎn) 重點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過(guò)程。 難點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)中不同物體下落的加速度都為 g。 教學(xué)準(zhǔn)備及環(huán)境 泡沫、牛頓管、真空泵、薄紙片、頻閃照相組件、電火花打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器、紙帶、重物、鐵架臺(tái)、木尺、光電門(mén)傳感器組件（計(jì)算機(jī)內(nèi)需 要

4、安裝傳感器驅(qū)動(dòng)）等。 教學(xué)過(guò)程1.新課引入師：這是兩把木尺，通過(guò)它們，老師能比較出同學(xué)們反應(yīng)的快慢。找一位男生和一位女生上前來(lái)參與測(cè)試。師：測(cè)試前，我來(lái)介紹一下規(guī)則。你們伸出一只手在木尺下部做握住木尺的準(zhǔn)備，手與木尺下端對(duì)齊，當(dāng)看到木尺下落時(shí)，立即握住 木尺。測(cè)試結(jié)束，教師讓兩位學(xué)生舉起木尺給其他學(xué)生看。師：他們倆誰(shuí)反應(yīng)更快？你們倆覺(jué)得誰(shuí)贏了？引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出判斷的依據(jù)。師：人反應(yīng)的這段時(shí)間和木尺下落的時(shí)間是一樣的，木尺下落的距離越大，所需時(shí)間越長(zhǎng)。老師還知道他們的反應(yīng)時(shí)間（讀出木尺后 面的時(shí)間數(shù)，點(diǎn)評(píng)：都很快）?？磥?lái)木尺下落的距離與時(shí)間存在著某種 關(guān)系，今天這節(jié)課我們就來(lái)研究物體下落運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

5、板書(shū)：自由落體運(yùn)動(dòng)。師：下落物體的運(yùn)動(dòng)叫落體運(yùn)動(dòng)，影響物體下落快慢有哪些因素 呢？我們來(lái)觀察以下現(xiàn)象。 這是兩塊面積差不多的泡沫，其中一塊綁了一個(gè)小砝碼，當(dāng)我 從同一高度釋放，哪塊泡沫先落地？生：重的泡沫先落地，或同時(shí)落地。師：好，我們一起來(lái)看看。（演示實(shí)驗(yàn)，綁了重物的泡沫先落地） 看來(lái)重的物體下落較快。我們?cè)賮?lái)看看這個(gè)實(shí)驗(yàn)。 這是一張紙片，現(xiàn)在我將它撕成一大一小兩片，顯然大紙片要重，將小紙片揉成團(tuán)，還是從同一高度釋放，哪個(gè)先落地呢？（引導(dǎo)學(xué)生分析下落過(guò)程中的空氣阻力不同）看來(lái)在物體下落過(guò)程中，空氣阻力對(duì)物體下落的快慢是有影響的。如果在沒(méi)有空氣阻力的情況下， 物體下落有著什么樣的規(guī)律呢？這個(gè)玻

6、璃管叫牛頓管，里面有一個(gè)金屬片和一片羽毛，這一側(cè)是 閥門(mén)，現(xiàn)在閥門(mén)是導(dǎo)通狀態(tài)， 管內(nèi)是有空氣的， 我將牛頓管倒立過(guò)來(lái)， 同學(xué)們觀察金屬片和羽毛的下落情況。演示牛頓管實(shí)驗(yàn)： 不抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，觀察物體下落情 況（提示學(xué)生金屬片落到底部時(shí)， 會(huì)發(fā)出聲音，觀察羽毛的運(yùn)動(dòng)情況） 現(xiàn)在我們通過(guò)一個(gè)抽氣泵抽去玻璃管中的空氣，再來(lái)看看它們 的下落情況。在抽氣過(guò)程中，大家可以想象一下，這兩個(gè)物體下落情 況會(huì)是什么樣的呢？金屬片比羽毛要重，下落是否要比羽毛快呢？同 學(xué)之間可以交流一下。抽氣完成，再次演示實(shí)驗(yàn)。學(xué)生能很清楚地看到兩個(gè)物體幾乎同 時(shí)到底部。師：看來(lái)兩個(gè)物體下落快慢是相同的，也就

7、是說(shuō)，在沒(méi)有空氣阻 力的影響下，物體下落一樣快。像這樣，物體只在重力作用下從靜止 開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2.新課教學(xué) 板書(shū)：一、定義：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。師：從定義上看，自由落體運(yùn)動(dòng)需要滿足一定的條件，是什么條 件？生（齊答）：只受重力，初速為零。 師：由于物體在空氣中下落，不可能只受重力，所以自由落體運(yùn) 動(dòng)是一種理想化模型。板書(shū)：理想化模型。 師：那么在有空氣的空間里，如果空氣阻力的影響很小，也可以 近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。比如，牛頓管中的金屬片、上課初演示的木 尺、下落的蘋(píng)果等，我們都可以將它們下落初期的運(yùn)動(dòng)近似看作自由 落體運(yùn)動(dòng)，但紙片、樹(shù)葉這樣的物體，下落

8、時(shí)受到的空氣阻力影響較 大，那就不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)有了正確的認(rèn)識(shí)。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物 體速度越來(lái)越快，是加速運(yùn)動(dòng)，那是不是勻加速運(yùn)動(dòng)呢？提出設(shè)想：自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？ 師：我們現(xiàn)在通過(guò)頻閃照片的方法來(lái)研究自由落體運(yùn)動(dòng)。（介紹儀器，如圖 1）這是一個(gè)電磁鐵，接通電源時(shí)有磁性，能吸 附小鋼球。切斷電源，電磁鐵失去磁性，小鋼球由靜止下落。我們可 以把這個(gè)過(guò)程看作自由落體運(yùn)動(dòng)。 這里是一個(gè)頻閃光源， 每隔 0.04s 閃 亮一次（打開(kāi)，讓學(xué)生感受一下） ，在小球下落的過(guò)程中，相機(jī)的快門(mén) 處于打開(kāi)狀態(tài)。由于光線較暗，相機(jī)只能在頻閃光源閃亮的一瞬間拍 下小球該時(shí)刻所處

9、的位置， 這樣我們就能記錄下小球每隔 0.04s 所處的 位置，通過(guò)后面的標(biāo)尺， 可以研究小球下落過(guò)程中位移和時(shí)間的關(guān)系。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。將拍好的照片通過(guò)計(jì)算機(jī)用大屏幕展示給學(xué)生看，一 起讀出不同時(shí)刻小球在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的距離， 找一位學(xué)生上臺(tái)記錄數(shù)據(jù)。 處理數(shù)據(jù)看是否滿足勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的 位移差是定值（頻閃照片的效果非常好，學(xué)生能很容易得到結(jié)論） 。考慮到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的誤差， 自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 師：接下來(lái)我們自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)來(lái)求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度。在這一章我們學(xué)習(xí)過(guò)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度?，F(xiàn)在我們就 用這套裝置測(cè)出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度。介紹注意事項(xiàng)：

10、 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器呈豎直方向固定在鐵架臺(tái)上； 兩位學(xué)生合作，一位學(xué)生負(fù)責(zé)提著紙帶，使重物靜止在靠近打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下方； 一位學(xué)生負(fù)責(zé)啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 （這一點(diǎn)要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)， 因?yàn)閷W(xué)生不知道紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很大的影響， 有可能最終導(dǎo)致學(xué)生求不出加速度的值） ； 處理紙帶：舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找 一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，記為0,然后每隔4個(gè)點(diǎn)取為計(jì)數(shù)點(diǎn)，記為1、2？讀 數(shù)時(shí)要注意估讀，計(jì)算時(shí)統(tǒng)一用國(guó)際單位。 （前面通過(guò)頻閃照片已經(jīng)證 明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng),這里就不再設(shè)置證明環(huán)節(jié)。通 過(guò)不同組別學(xué)生求出來(lái)的加速度相差不多,同樣也可以說(shuō)明自由落體 運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)）

11、指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn),將學(xué)生填好的表格通過(guò)實(shí)物投影展示出來(lái),進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的認(rèn)識(shí)。 師：下面我們?cè)賮?lái)了解一種求加速度的方法 傳感器。（介紹傳感器原理 ）這是光電門(mén)傳感器 （如圖 2），在這中間有兩個(gè)小 孔是紅外線發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體通過(guò)這兩個(gè)小孔的連線時(shí)，它 能測(cè)出物體擋光的時(shí)間。這是一個(gè)擋光片，稍后我會(huì)讓它下落時(shí)只有 兩條比較窄的邊通過(guò)光電門(mén)，通過(guò)這兩條邊的寬除以相應(yīng)的擋光時(shí)間 就能得到擋光片下落x時(shí)的初末速度，再由v2v02=2ax,我們就能求出 加速度來(lái)。師：通過(guò)以上的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以非常自信地得出結(jié)論了：自 由落體運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。這也印證了我們之前的

12、猜 想。在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度也 叫自由落體加速度，或重力加速度，通常用 g 表示。不同位置，重力 加速度也不一樣。計(jì)算時(shí)，我們一般取9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)可以取10m/s2。3.練習(xí) 例一：回顧一下上課初我們用木尺來(lái)測(cè)反應(yīng)快慢的實(shí)驗(yàn)，我們是 如何算出反應(yīng)時(shí)間的？（與前面相呼應(yīng)，讓學(xué)生運(yùn)用剛學(xué)的知識(shí)解決 實(shí)際問(wèn)題）例二：估算從四樓窗臺(tái)上下落的花盆，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)地面， 到達(dá)地面的速度有多大（每層樓高約 3m,窗臺(tái)離地板1m）？讓學(xué)生體會(huì)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， 并讓學(xué)生學(xué)會(huì)估算的方法。4.總結(jié)師：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了自然界中非常普遍的一種

13、運(yùn)動(dòng) 自由落體 運(yùn)動(dòng)，在探尋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，我們通過(guò) 觀察現(xiàn)象一提出猜想一邏輯推理一 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論”這樣的科學(xué)方法得到了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為 零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并求出了加速度的值。希望同學(xué)們不但掌握物 理規(guī)律，更要掌握研究物理過(guò)程中使用科學(xué)的思想方法。5.作業(yè)書(shū)上 45頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第 2、3、4 題。請(qǐng)把刻度尺改裝成測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)尺。研究人的反應(yīng)時(shí)間與哪些因素有關(guān)，將你的研究過(guò)程和結(jié)果寫(xiě)成報(bào)告。教學(xué)反思1.教學(xué)過(guò)程反思在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，牛頓管的實(shí)驗(yàn)比較成功。在引 導(dǎo)學(xué)生分析影響物體下落快慢因素時(shí)，連續(xù)兩位學(xué)生都認(rèn)為是質(zhì)量的 原因，看來(lái)從觀察現(xiàn)象到分析原因都還要提高。頻閃

14、照片的拍攝和數(shù) 據(jù)的處理，學(xué)生反應(yīng)不錯(cuò)。在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這個(gè)實(shí)驗(yàn)上，學(xué)生還是犯了 我強(qiáng)調(diào)的錯(cuò)誤：不捏住紙帶末端，傾斜捏著紙帶等，由于我在調(diào)試傳 感器的實(shí)驗(yàn)儀器，沒(méi)有第一時(shí)間給學(xué)生指出來(lái)，造成有些組結(jié)果很不 準(zhǔn)確，由于時(shí)間關(guān)系，我也沒(méi)有來(lái)得及對(duì)每一組的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析、指導(dǎo)，最終在展示結(jié)論時(shí)出現(xiàn)個(gè)別的相差很多的結(jié)論。在演示傳感器 實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于手捏得不穩(wěn)，導(dǎo)致有一組數(shù)據(jù)偏大。在總結(jié)時(shí)，應(yīng)該強(qiáng) 調(diào)三次實(shí)驗(yàn)使用的三個(gè)重物不同，這樣學(xué)生對(duì)地球同一地點(diǎn)重力加速 度一樣理解會(huì)更深刻。由于時(shí)間關(guān)系，沒(méi)有展示PPT 中探究思路的過(guò)程，有點(diǎn)遺憾。2.教學(xué)方法反思 本節(jié)課以大量實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，加以邏輯推理，最后才得出結(jié)論。

15、實(shí) 驗(yàn)操作比較成功，現(xiàn)象比較明顯，有助于學(xué)生理解物理規(guī)律，每個(gè)實(shí) 驗(yàn)之間的聯(lián)系緊密，對(duì)訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力有很大幫助。點(diǎn)評(píng) 在本節(jié)課的教學(xué)中，教師以豐富的演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)相結(jié) 合，貫穿了觀察現(xiàn)象一提出猜想一邏輯推理一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一得出結(jié)論”的 研究思路，引導(dǎo)了學(xué)生真實(shí)的探究活動(dòng)，讓學(xué)生既體會(huì)了科學(xué)的物理 研究方法，又探討并掌握了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，較為詳實(shí)可行的學(xué) 習(xí)活動(dòng)使學(xué)生具有了參與學(xué)習(xí)的廣度和參與探究的深度。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，技術(shù)的合理應(yīng)用讓實(shí)驗(yàn)方式更為多樣，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 更為明顯，數(shù)據(jù)的處理也更為快捷，對(duì)物理規(guī)律的探究起到了十分重 要的作用。如頻閃照相實(shí)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的放大處理，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 更為直觀；又如，光電門(mén)傳感器測(cè)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)相應(yīng)的處理軟件，讓 計(jì)算機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并快速計(jì)算，實(shí)驗(yàn)結(jié)果快捷，可以讓學(xué)生很快找 出結(jié)論。信息技術(shù)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的有效融合，突出了重點(diǎn)，突破了難點(diǎn)，同時(shí)促進(jìn)了學(xué)生與媒體的互動(dòng)，深層地探究了物理規(guī)律。當(dāng)然，在對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究中，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)我們不能 平均