《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)四川省南充龍門(mén)中學(xué)謝興輝【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)目標(biāo) 1知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，理解自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。 2知道什么是自由落體加速度，自由落體加速度的大小與方向以及地球上不同地點(diǎn)的自由落體加速度大小不同。 3掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。 二、能力目標(biāo) 1培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活和實(shí)驗(yàn)的觀察能力。 2培養(yǎng)學(xué)生對(duì)事物規(guī)律遷移及應(yīng)用能力。 三、德育目標(biāo) 1滲透事物的普遍性與特殊性關(guān)系。 2加強(qiáng)對(duì)控制變量思想的認(rèn)識(shí)。 【教學(xué)重點(diǎn)】 自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)與規(guī)律。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 2自由落體加速度的大小g=98m/s2。 【教學(xué)方法】 1觀察法（生活與實(shí)驗(yàn)） 2實(shí)驗(yàn)

2、法 3閱讀法 【教學(xué)用具】 CAI課件、紙片若干、牛頓管、粉筆（舉例用）、書(shū)簽、直尺（實(shí)驗(yàn)用）。 【課時(shí)安排】 1課時(shí)（40分鐘） 【教學(xué)過(guò)程】 課前準(zhǔn)備： 在黑板上板書(shū)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)： ·自由落體運(yùn)動(dòng)的定義與特點(diǎn)。 ·自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。 ·自由落體加速度與基本公式。 引入（時(shí)間約2分鐘） 1文學(xué)家們?cè)谛稳萸锾斓穆淙~的時(shí)候，常常說(shuō)：飄零的落葉，卻從沒(méi)有人說(shuō)飄零的蘋(píng)果或者飄零的鉛球呢？ （學(xué)生回答：因?yàn)樘O(píng)果下落得比樹(shù)葉要快） 2思考：為什么蘋(píng)果會(huì)比落葉下落得快呢？ （學(xué)生答回：A因?yàn)樘O(píng)果的質(zhì)量比樹(shù)葉的質(zhì)量大；B因?yàn)樘O(píng)果和落葉受到的空氣阻力不同） 3介紹歷史：早在

3、公元前4世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德經(jīng)過(guò)大量的觀察也得到了相同的結(jié)論：重的物體下落得快。（幻燈片1） 4過(guò)渡：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？物體下落是否受到空阻力的影響呢？請(qǐng)同學(xué)位自己設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這個(gè)兩問(wèn)題。（幻燈片2） 自由落體運(yùn)動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)（時(shí)間約3分鐘） 5實(shí)驗(yàn)一：將一張白紙裁成相同的兩半，另一片揉成紙團(tuán)，讓其同時(shí)從同一高度由靜止釋放，可以看到紙片比明顯比紙團(tuán)下落得慢。 實(shí)驗(yàn)二：將一張白紙裁成相同的兩半，其中一半再裁成兩半即原來(lái)的四分之一，將四分之一的這半揉成紙團(tuán)，讓其同時(shí)從同一高度由靜止釋放，可以看到紙片比明顯比紙團(tuán)下落得慢。 6實(shí)驗(yàn)分析： 實(shí)驗(yàn)二：說(shuō)明輕的物體也可能比

4、重的物體下落得快，前面的結(jié)論錯(cuò)誤（幻燈片2）。 實(shí)驗(yàn)一：說(shuō)明質(zhì)量相同的物體下落的快慢不同，如果按照亞里士多德的觀點(diǎn)，則兩物體下落的快慢應(yīng)該相同，與事實(shí)不符；所以說(shuō)重的物體下落得快的說(shuō)法不準(zhǔn)確。 實(shí)驗(yàn)一：兩紙片的空氣阻力不同，質(zhì)量相同，說(shuō)明物體下落的快慢要受到空氣阻力的影響。 7過(guò)渡：如果要考慮物體下落的快慢與質(zhì)量有關(guān)怎么辦，注意不能受到阻力的影響？（討論結(jié)果：在沒(méi)有空氣的空間里做物體下落實(shí)驗(yàn)） 自由落體運(yùn)動(dòng)牛頓管演示實(shí)驗(yàn)（時(shí)間約4分鐘） 8演示實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量不同的雞毛、鐵片等物體在一個(gè)抽掉空氣的玻璃管里下落，可以明顯看到不同質(zhì)量的物體下落的快慢是相同的。放入空氣后，再重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中的羽

5、毛和鐵片下落的快慢不相同。（幻燈片3） 9播放視頻：阿波羅號(hào)飛船登月時(shí)，宇航員在月球上做的自由落體實(shí)驗(yàn)。 10實(shí)驗(yàn)結(jié)論：沒(méi)有空氣時(shí)候，物體受到那些力呢？（重力）上面的實(shí)驗(yàn)可以得到什么呢？（在沒(méi)有空氣的空間里物體下落時(shí)只受重力的作用，其下落的快慢與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)）。 11過(guò)渡：到現(xiàn)在為止，我們對(duì)落體運(yùn)動(dòng)有了一定的認(rèn)識(shí)了。 自由落體運(yùn)動(dòng)定義（時(shí)間約2分鐘） 12在物理學(xué)中，將物體只在重力的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。由上面的實(shí)驗(yàn)可知：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，其下落的快慢與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。（幻燈片） 12練習(xí)：判斷下列物體的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)： A粉筆頭在有空氣的空間里由靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)是自

6、由落體運(yùn)動(dòng)嗎？ B用手用力向下用力拋出的粉筆頭是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？ 分析：自由落體運(yùn)動(dòng)只有在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生，且初速度為0所以AB兩物體的運(yùn)動(dòng)都不是自由落體運(yùn)動(dòng)。在有空氣的空間里，如果物體受到的空氣阻力相對(duì)重力來(lái)說(shuō)非常小，或者可以忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落可以近似的看成一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)。 13注意：自由落體運(yùn)動(dòng)中自由兩個(gè)字的含義：一是物體受重力，二是物體的初速度為0。 14過(guò)渡：在前幾節(jié)我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)有勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)等，則自由落體運(yùn)動(dòng)也和前面的運(yùn)動(dòng)一樣是一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型嗎？自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)本質(zhì)是什么呢？ 自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（時(shí)間5分鐘） 14首先自由落體運(yùn)動(dòng)不

7、是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)，你能說(shuō)出為什么嗎？（物體的初速度為0，而一落一段時(shí)間后，速不在為0，說(shuō)明速度是在增加） 15自由落體運(yùn)動(dòng)的是不是初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)呢？同學(xué)們回憶前面學(xué)過(guò)的知識(shí)，初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)有哪些規(guī)律呢？（速度公式：Vt=a ；位移公式S=at2/2 ； 在連續(xù)且相等的時(shí)間間隔內(nèi)，位移的大小之比是1：3：5：7：-）（幻燈片） 16教師分析：我們無(wú)論選擇哪一條規(guī)律我們都要測(cè)量時(shí)間，而自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一般都非常短，我們用手表這樣的計(jì)時(shí)儀器來(lái)研究就不行了，書(shū)上面給我們提供了一種方法頻閃照片；首先我介紹一下什么時(shí)頻閃照片（播放模擬動(dòng)畫(huà)） 在一間密閉的小屋里面，沒(méi)有光

8、用照相機(jī)給小球拍照能拍下來(lái)嗎？（不能）只有在有光的一瞬間小球才能在膠卷上面留下一個(gè)像，于是我們間隔相同的時(shí)間閃光一下，每次閃光的時(shí)候小球的位置相同嗎？（不同）注意我們?cè)谡障嗟倪^(guò)程中都沒(méi)有更換底片，則小球每隔相同時(shí)間的位置就顯示在了底片上了，最后結(jié)沖印等得到相片。相片上是N個(gè)小球呢？還是一個(gè)小球在不同位置的相？（小球在不同位置的相） 17如果小球的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，則這些小球之間的間距應(yīng)該是1：3：5：7-；現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們用你的直尺測(cè)量出小球的相的間距，判斷一下小球是否滿(mǎn)足這個(gè)規(guī)律。（測(cè)量后填入下表，試分析各段位移的比例關(guān)系） 位移大小（m）位移比例加速度（m/s2）S1= S2= S3= S4

9、= S5= 18由此可見(jiàn)自由落體運(yùn)動(dòng)并不是一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，而是一個(gè)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，比一般的勻加速運(yùn)動(dòng)更加特殊。 19過(guò)渡：既然自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，我們就思考，如果他的加速度也是一個(gè)特殊的值該多好??！ 自由落體加速度（時(shí)間6分鐘） 20怎樣求出其加速度呢？從頻閃照片上能行嗎？（能）請(qǐng)同學(xué)們用你測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為多少？（由開(kāi)始的數(shù)據(jù)可計(jì)算出自由落體加速度） 位移大?。╩）位移比例加速度（m/s2）S1= S2= S3= S4= S5= 21由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得本圖片上的自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為9801m/s2，在物理學(xué)中自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度又叫做自由落體加速

10、度，或重力加速度常常用字母g表示。 22我告訴大家這張頻閃照片是人民教育出版社的網(wǎng)站上提供的北京地區(qū)的自由落體照片。所以這個(gè)地方還有一個(gè)疑問(wèn)，在同一個(gè)地點(diǎn)，不同的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速是不是相同的呢？（相同，由前面實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：不同的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)的情況是相同的，即有相同的時(shí)間里位移相同；和S=at2/2可得a是一定相同的。） 23科學(xué)家們又在不同的地點(diǎn)測(cè)量重力加速度，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本上第 頁(yè)的表格，思考：在地球上重力加速度隨緯度的變化而怎樣變化？變化是大還是??？（國(guó)際上取北緯45度的海平面的重力加速度980665m/s2為標(biāo)準(zhǔn)值，通常我們?cè)谟?jì)算時(shí)g取98m/s2，粗略估算時(shí)取10

11、m/s2。） 24加速度是一個(gè)矢量還是標(biāo)量？（矢量）加速度的方向如何呢？（物體豎直下落，且是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以重力加速度的方向豎直向下） 25過(guò)渡：由此看來(lái)，自由落體運(yùn)動(dòng)非常特殊，是一個(gè)初速度為0，加速度大小為g，方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們解決一個(gè)問(wèn)題： 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（時(shí)間3分鐘） 26例：我們的教學(xué)樓高為4層，假設(shè)現(xiàn)在某同學(xué)在樓頂做自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，從上面由靜止放下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)估算小球在第1s內(nèi)下落的位移是多少？第1s末的速度是多少？怎樣計(jì)算的？ 解：把公式Vt=v0+at S=vot+at2/2 中vo換成0，加速度a換成g就可以計(jì)算了。 27自由落體運(yùn)動(dòng)

12、的規(guī)律 速度公式：Vt=gt 位移公式：S= gt2/2 課堂小結(jié)（時(shí)間2分鐘） 28到這個(gè)時(shí)候、我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)到了一個(gè)新的高度了，現(xiàn)在來(lái)總結(jié)一個(gè)本節(jié)課的知識(shí)： （1）自由落體運(yùn)動(dòng)的定義：在物理學(xué)中，將物體只在重力的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，其下落的快慢與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。 （2）自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)初速度為0，加速度大小為g，方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 所以前面的公式都可以用。 做一做：測(cè)量反應(yīng)時(shí)間（時(shí)間4分鐘） 29自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)非常有用的運(yùn)動(dòng)，我們可以用他做很多事，現(xiàn)在我做做一個(gè)游戲，現(xiàn)在請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)，伸出兩根手指，我一釋放這個(gè)書(shū)簽，

13、你就抓住它。 每一個(gè)人在發(fā)現(xiàn)某種情況到采取相應(yīng)的行動(dòng)，都要延遲一小段時(shí)間，這段時(shí)間我們叫它反應(yīng)時(shí)間。利用自由落體運(yùn)動(dòng)就可以設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)開(kāi)始的小游戲自行設(shè)計(jì)。（請(qǐng)學(xué)生介紹他自己的方案） 30教師展示自己設(shè)計(jì)的反應(yīng)時(shí)間測(cè)量工具。并講述原理。（播放動(dòng)畫(huà)） 彈性預(yù)案（剩余時(shí)間） 31請(qǐng)同學(xué)們自己閱讀本課后面的閱讀材料，學(xué)習(xí)并思考： （1）人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的過(guò)程是怎樣的？ （2）伽利略在科學(xué)研究的道路上具有怎樣的品質(zhì)？我們要怎樣去學(xué)習(xí)他的品質(zhì)？ 課后作業(yè) 32請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一下南充地區(qū)的重力加速度。 （儀器：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；或者手表、水龍頭、直尺等） 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 自由落體運(yùn)動(dòng) 1自由落體運(yùn)動(dòng) （1）物體由只在重力作用