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《自由落体运动》教学设计

发布时间:2023-09-01 09:27:55 审核编辑:本站小编下载该Word文档收藏本文

《自由落体运动》教学设计

【学生知识回顾及预习】

1.回顾匀变速直线运动的定义及性质。

2.了解怎样验证匀变速直线运动规律及方法。

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解自由落体运动的条件。

2.探究自由落体运动加速度的大小,建立重力加速度的概念。

3.掌握重力加速度的概念,知道它的大小和方向,了解不同地方加速度不同。

4.掌握自由落体运动的规律,并能够运用自由落体运动的规律进行计算,解决某些实际生活中的问题。

二、过程与方法

1.通过观察演示实验,概括出自由落体运动的特点。培养学生观察,分析能力。

2.理解自由落体运动的特点和规律;并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

三、情感态度与价值观

1.培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

2.培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

【教学重点】

【教学难点】

自由落体的加速度。

【教学器材】

牛顿管、抽气泵、电火花计时器、带铁夹的铁架台、纸带、重锤、刻度尺、投影仪、多媒体课件、金属片、纸片等

【教学方法】

启发、实验演示、讲授、讨论

【教学过程】

一、引入

演示1:一手掷金属片,另一手掷一张与金属片大小相同的纸片,从同一高度有静止释放,观察是否同时落地?

提问:物体下落的快慢与质量有关?

演示2:两张相同纸片,一张揉成团,再从同一高度由静止释放,是否同时落地?

提问:物体下落的快慢与形状有关?

演示3:牛顿管实验。

在充有空气的牛顿管中,让铁片和羽毛同时下落,可以看到铁片下落的快,再把管中的空气抽去,让铁片和羽毛同时下落,可以看到铁片和羽毛下落的一样快。

提问:这些现象说明什么?

结论:在没有空气阻力的情况,轻、重物体下落得一样快。

新课教学

(一)自由落体运动的定义

1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动

2.条件:“只受重力”和“静止开始”

3.注意:自由落体运动是一种理想化的运动模型。因为我们不是生活在真空中,所以空气阻力必然存在。

生活中空气阻力比重力小得多,物体的下落可看做自由落体运动。

(二)自由落体运动的特点

生活中有很多现象可以看做自由落体运动,大家能不能根据自己的生活经验,猜想一下自由落体运动的性质呢?

学生回答:加速直线运动。

那我们就不由得会猜想,自由落体运动会不会是匀加速直线运动呢?请同学阅读课文,并设计实验方案。

学生讨论并提出各自的方案。

选择方案:用打点计时器。

把纸带一端固定在重锤上,让重锤做自由落体运动,那么纸带也随重锤做自由落体运动,通过打点计时器就可以记录下纸带在连续相等时间内的位移。

注意:1.实验前,设计好实验记录表格。

2.用手提着纸带,使重物静止靠近计时器下方。

3.先接通电源在释放纸带。

通过纸带数据的处理,分析自由落体运动是否为匀加速直线运动?如果是,能否求其加速度?

结论:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

公式:

注意:T=0.02s

通过在表格直接输出几组数据的a值并进行分析。

投影:自由落体运动小球的频闪照相的相片,并介绍频闪照相的方法。同时告诉学生照片上的相是间隔相同时间拍摄到的,是否类比纸带的方法较精确的研究自由落体运动的加速度?

提问:什么是重力加速度?数值是多少?

请学生阅读课本,并分析实验数据总结:

(三)自由落体加速度

1.定义

在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度

2.取值

在一般的计算中,重力加速度取g = 9.8 m/s2

粗略计算中,重力加速度还可取g = 10 m/s2

3.决定因素

纬度:纬度越高,重力加速度越大(投影不同纬度的重力加速度,讨论规律)

高度:高度越高,重力加速度越小

4.方向:始终竖直向下

(四)自由落体运动的规律

学生回忆匀变速直线运动的规律公式

v=v0+at

x=v0t+at2/2

v2- v02=2ax

讨论推导自由落体运动的规律公式

v=gt

h=gt2/2

v2=2gh

【小结】

1.自由落体运动的定义

2.自由落体运动的性质

3.自由落体运动加速度

4.自由落体运动的规律

【课后练习】

1、在忽略空气阻力情况下,让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落,则关于两块石块的运动,下列说法正确的是()

A.重的石块落得快,先着地

B.轻的石块落得快,先着地

C.在着地前的任一时刻,两块石块具有相同的速度,相同的位移和相同的加速度

D.两块石块在下落段时间内的平均速度相等。

答案:CD因为忽略空气阻力,所以两石块的运动是自由落体运动,又因为同时从同一高度下落,所以运动情况完全一样,则CD正确

2、一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半,求它落到地面所需的时间。

答案:选择过程时尽量选择包含0速度点在内的过程,这样用公式时会方便很多,根据题意,设前一半位移用时t,整个过程用时t+1,两段时间位移之比为1:2。,则总时间为

3、一只小球自屋檐自由下落,在0.25s时间内通过高度为2m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?

答案:2.28m根据,说明时刻距下落时刻为,则窗口顶端到屋檐的时间间隔为0.8-0.125=0.675s。则高度为

【课下作业】

1、两人一组完成课本中的“做一做”看看你反应的快慢。2.完成课后作业。

【设 计 思 路】

落体运动是生活中普遍存在的运动现象,教材依据学生的认知规律和物理学发展史实,从这一特殊运动出发,提出思考和猜想,并通过对自由落体运动轨迹的纪录和分析,初步得出自由落体运动的运动特征。本节课在教学设计时突出以下几个特点:

1. 重视实验:整节课由演示实验组成,通过实验设疑、解疑、探求规律,又通过实验巩固所学的知识,充分体现了物理是以实验为基础的学科,体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

2. 充分发挥学生的主体作用:通过实验探索、设问点拔,创设问题情境,引导学生积极参与,激发学习兴趣,活跃课堂气氛,调动学生的学习积极性,使学生始终保持积极探索的学习心态。

3. 在学生初步掌握运动规律后,用简单的回扣游戏使学生加深印象和理解,使学生得到巩固和提高。

【具 体 分 析】

1. 在正式引入自由落体的时候,教师做演示实验,引导学生主动思考“是重的物体下落快,还是轻的物体下落快。”此时很多学生观察后可能会得出错误的结论,这时不要急于纠正学生的错误。再做同样大小的纸团,一次是其中一个纸团窝成球状,同时从同一高度下落;然后都窝成球状,重复实验步骤。引导学生主动思考物体下落快慢与物体形状的关系。在引入新课的过程中充分的发挥了学生的主体作用,注重去遵循学生学习的主动性,培养学生独立思考的好习惯,此过程培养了学生的科学思维能力,在学科素养的理念之下,教师不再将自己置于教学过程中的主导地位,而是充分的尊重学生的学习主体性,形成了一种良好的学习氛围。

2.当学生已经对于自由落体运动有了一定的感性认识的时候,为了帮助学生理解自由落体的本质时,引导学生探究“自由落体运动是不是匀变速直线运动”,并由学生组成小组的形式讨论,并提出合理的实验方案,然后老师带着学生去做实验探究。此教学片段重在培养学生科学探究能力。学科素养的核心内容就是帮助学生将抽象的物理知识形象化,这就意味着教师有义务带领学生去解决问题,使学生亲身体验物理的学习活动。

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