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《自由落體運動》教案物理組宣杭章一、教學(xué)目標:.在趣味實驗的探討中,把握自由落體運動的實質(zhì),掌握自由落體運動的條件和特征,明晰重力加速度的概念:.在實驗探究的過程中,加深對自由落體規(guī)律的認識,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、數(shù)據(jù)處理能力,在自主、合作、探究中養(yǎng)成嚴密的物理思維;.在探究、總結(jié)中,激發(fā)學(xué)生觀察生活的興趣,品味“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的科學(xué)思維,養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、敢于探索的科學(xué)觀。二、教材與學(xué)情分析:自由落體運動是勻變速直線運動規(guī)律得出后的直接應(yīng)用,新課程標準希望學(xué)生通過對落體運動的探究過程,學(xué)生能夠?qū)蜃兯僦本€運動的研究方法和規(guī)律延伸至落體運動的處理。在第二章前幾節(jié)中,學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運動中速度、時間、位移之間的關(guān)系,對于勻變速運動的規(guī)律有了完整的認識,這為自由落體運動規(guī)律的導(dǎo)出奠定課理論基礎(chǔ);同時在本章第一節(jié)的《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》中,學(xué)生們已經(jīng)對探究勻變速運動規(guī)律有了實驗的經(jīng)驗,對于實驗數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)有了初步的r解,這為課堂中探究自由落體的運動規(guī)律奠定了實驗基礎(chǔ)。因此,自由落體運動的研究是理論與實驗結(jié)合的典型,也是勸學(xué)生探究能力的進一步提升。三、教學(xué)重點:自由落體運動的特征和規(guī)律四、教學(xué)難點:探究自由落體運動的規(guī)律五、實驗教具:薄紙片和硬幣、牛頓管、重物、直尺、電火花打點計時器、紙帶、重錘、多媒體課件等六、教學(xué)過程:.復(fù)習(xí)提問師:前面我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運動的規(guī)律。下面我們--起來回顧一下勻變速直線運動的有關(guān)知識。I速度公式:v=v0+at位移公式:x=+—at2速度位移公式:/一片=2〃/.導(dǎo)入新課2(請一位同學(xué)一起做小游戲:測反應(yīng)速度。老師捏住尺子的上端,保持直尺豎直不動,讓學(xué)生用一只手在直尺的零刻度處做握住木尺的準備。當(dāng)看到老師放開手時,同學(xué)試圖去握住尺子。)教師提問:為什么他總是抓不住尺呢?學(xué)生I可答:她需要反應(yīng)時間教師提問:同學(xué)們想知道自己的反應(yīng)時間嗎?通過今天的探討我們就可以找到?種測量反應(yīng)時間的方法,來測一測自己的反應(yīng)時間。.新課教學(xué)3.I(ppt展示:窗臺邊的遐思——樹葉飄落與易拉罐掉落)學(xué)生想象后得出:重的物體下落的速度快。教師提問:重的物體一定下落的快嗎?我們通過實驗來研究一下3.2演示3個實驗:硬幣和一張紙加一個硬幣現(xiàn)象:硬幣落的快一輕的物體落的快。硬幣和紙片現(xiàn)象:硬幣落的快一重的物體落的快。同樣兩張紙,一張揉成紙團現(xiàn)象:紙團落的快一同樣重的物體下落快慢不同教師提問:通過這3個實驗我們能夠得到什么結(jié)論?學(xué)生總結(jié):物體下落的快慢與物體輕重沒有直接關(guān)系。老師提問:同學(xué)們仔細分析一下,什么原因使落體運動如此復(fù)雜?影響物體下落快慢的主要因素是什么呢?學(xué)生回答:空氣阻力過渡引言:很好,在實驗中,我們發(fā)現(xiàn)紙片受到的空氣阻力明顯地比紙團受到的空氣阻力大,所以紙片卜落較慢。那到底是不是由于空氣阻力的影響呢?我們用實驗驗證我們的猜想3.3牛頓管實驗?zāi)靡粋€長約1.5米,一端封閉,另一端有開關(guān)的玻璃管(牛頓管),把小鐵片和羽毛放到這個玻璃管里。在玻璃管里有空氣的情況下,我們來比較這兩個物體下落的快慢。(拿著玻璃管走到學(xué)生當(dāng)中去,將水平放置的玻璃管迅速轉(zhuǎn)過90°成豎直放置狀態(tài),讓同學(xué)門觀察兩個物體的下落情況,重復(fù)該實驗三次)教師提問:在這個實驗中,我們看到什么現(xiàn)象?學(xué)生回答:兩個物體下落快慢不相同,鐵片下落的快,羽毛下落的慢。教師提問:用抽氣機把牛頓管中的空氣抽走。重復(fù)上面的實驗,觀察到什么現(xiàn)象?學(xué)生回答:兩個物體下落的快慢相同。分析原因:(學(xué)生分析,教師引導(dǎo))在有空氣阻力的情況卜,羽毛在下落過程中受到空氣阻力的影響較大,所以羽毛下落的慢一些;在沒有空氣阻力時,小鐵片和羽毛都只在重力的作用下從靜止開始下落,它們下落的快慢是相同的,與物體的重力無關(guān)。結(jié)論:空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素;在沒有空氣阻力時,在同一地方,任何物體自由下落的快慢相同。(ppt展示阿波羅登月照片)過度引言:我們發(fā)現(xiàn)在沒有空氣阻力的情況下,不同物體做的是同一種運動,這個運動我們就叫做自由落體運動。3.4自由落體運動3.4.1定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動。3.4.2條件:a:初速度為零,即V()=0;b:只受重力。注:自由落體運動是一個理想模型,若受到空氣阻力,在feG的情況下,可以忽略空氣的阻力,物體從靜止開始下落就可以看作自由落體運動。過渡引言:下面我們一起來探究自由落體運動的特性和規(guī)律。3.5探究自由落體運動規(guī)律教師提問:我們通過前面的實驗觀察,可以猜想自由落體運動是?個什么樣的運動?學(xué)生猜想:(自由落體運動是一個初速度為零的加速直線運動。)教師提問:大家想一想,他是一個勻加速運動?有什么方法能夠把做自由落體運動的物體的位置和相應(yīng)的時刻記錄下來?學(xué)生回答:利用打點記時器,畫v-t圖等教師:很好,現(xiàn)在我把儀器給你們,我們通過自己做實驗,自己處理實驗結(jié)果,來求速度,再來畫畫v-t圖,驗證我們的猜想是否正確。學(xué)生實驗探究:兩位做實驗、并處理實驗數(shù)據(jù)師:剛剛做完實驗的兩位學(xué)生就自己處理紙帶,其他同學(xué)我們一起來看一下老師做的一組實驗數(shù)據(jù),我們一起用excel進行數(shù)據(jù)處理,最后和他們的處理結(jié)果來比較,找找不同點和相同點。教師提問:我們發(fā)現(xiàn)將紙帶上所求的數(shù)據(jù)畫到v-t圖上后,所得到的是一系列孤立的,那這些點的變化趨勢是怎么樣的呢?學(xué)生回答:大致在一條直線上師:好那我們就用直線來擬合,并得出直線的函數(shù)表達式。(這過程中得出函數(shù)的表達式,并明確直線的斜率就是加速度,得出自由落體運動的規(guī)律就是初速度為零的勻加速直線運動。再與學(xué)生的數(shù)據(jù)進行比較,得到自由落體的加速度基本在9.8m/s2左右引出重力加速度)3.6自由落體加速度3.6.1在同一地點,一切物體的自由落體運動加速度都相同。這個加速度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度,通常用g來表示。方向:總是豎直向下的;大小:g=9.8m/s2,粗略計算可取g=10m/s2我們看課本44頁的一個表格,表格中列有9個不同緯度的地方重力加速度的數(shù)值。由表格可以看到:在同一地點,重力加速度相同。在地球上不同的地方,g的大小不同。g隨緯度的增加而增大(赤道g最小,兩極g最大),g隨高度的增加而減小。3.6.2自由落體運動的規(guī)律:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.所以它具有勻加速直線運動的規(guī)律,同時它也有自己特殊的運動規(guī)律.速度與時間的關(guān)系:v=gt位移和時間的關(guān)系:h=l/2gF速度與位移的關(guān)系:v?=2gh老師總結(jié):我們通過實驗研究總結(jié)出自由落體運動的特征和規(guī)律,接下來就可以運用這些規(guī)律來解決一些具體的問題。七、布置作業(yè):作業(yè)本上的作業(yè)八、課后反思:.課堂實驗的掌控能力要加強,在引導(dǎo)學(xué)生得到實驗結(jié)果的過程中要確保有效,得到一個較正確的實驗結(jié)果,加強課堂的有效性。.在做演示實驗的過程,可以調(diào)節(jié)課堂氣氛,但是不能想魔術(shù)一樣來做實驗,要體現(xiàn)物理實驗的科學(xué)性、可重復(fù)性。.針對課堂中推導(dǎo)空氣阻力是影響物體下落快慢主要因素的實驗,可以壓縮為一個光盤和一個與光盤相同的
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