2022年高中物理《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》教案6 粵教版必修1

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1、2022年高中物理《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》教案6 粵教版必修1 教學(xué)目標(biāo): 1.知識(shí)與技能: (1)了解人們研究自由落體運(yùn)動(dòng)的歷史事實(shí)和科學(xué)方法; (2)正確認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落的因素,并明白自由落體運(yùn)動(dòng)是理想狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng); (3)能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并能通過(guò)分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息,獲取物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息; (4)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、推理能力及科學(xué)研究的方法。 2.過(guò)程與方法 通過(guò)對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究,初步學(xué)習(xí)使用變量控制法。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀: (1)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣,培養(yǎng)邏輯思維能力及表達(dá)能力; (2)

2、滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型——自由落體。 (3)通過(guò)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。 (4)通過(guò)史實(shí),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑的科學(xué)素養(yǎng)。 教學(xué)知識(shí)點(diǎn):認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng) 教學(xué)重點(diǎn):認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)及影響物體下落快慢的因素 教學(xué)難點(diǎn):影響物體下落快慢的因素 教學(xué)方法:探究法、討論法、講授法 教學(xué)過(guò)程: 【故事引入】 我國(guó)古代出現(xiàn)過(guò)這種故事:傳說(shuō)三國(guó)時(shí)期,周倉(cāng)欲與關(guān)羽比力氣,關(guān)羽說(shuō)你能把一根稻草丟過(guò)河去嗎?周倉(cāng)多次試丟均無(wú)成功,然后反問(wèn)關(guān)羽,關(guān)羽隨手將一捆稻草輕而易舉地丟過(guò)了河,周倉(cāng)佩服得五體投地。這個(gè)故事能說(shuō)明關(guān)羽臂力過(guò)人嗎? 通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),相信大家一

3、定可以用學(xué)到的物理知識(shí)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 【介紹名人】 1、亞里士多德:(前384—前322年),古希臘斯吉塔拉人,是世界古代史上最偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一。 亞里士多德是柏拉圖的學(xué)生,亞歷山大的老師。 格言:有人問(wèn):寫一首好詩(shī),是靠天才呢?還是靠藝術(shù)?我的看法是:苦學(xué)而沒有豐富的天才,有天才而沒有訓(xùn)練,都?xì)w無(wú)用;兩者應(yīng)該相互為用,相互結(jié)合。(這告訴我們,天才也是通過(guò)汗水成就的) 2、伽利略:伽利略·伽利雷(1564~1642)意大利天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,出生于意大利的比薩城。 伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。 【課程導(dǎo)入】 老師為什么介紹以上兩位著名的科學(xué)家呢

4、?因?yàn)樵?jīng)在“落體運(yùn)動(dòng)”這個(gè)問(wèn)題上,兩位科學(xué)家提出了兩個(gè)不同的觀點(diǎn)。 下面,我們先來(lái)了解一下什么叫“落體運(yùn)動(dòng)”。從字面上理解,就是下落的物體所做的運(yùn)動(dòng)就叫做落體運(yùn)動(dòng)。那么,同學(xué)們可以列舉一些生活中物體做落體運(yùn)動(dòng)的形象嗎?(答:雨滴、落葉、空中下降的跳傘運(yùn)動(dòng)員等) 【演示實(shí)驗(yàn)】 那么,現(xiàn)在老師手上有一張白紙,一塊石頭,明顯地,石頭的質(zhì)量比白紙的質(zhì)量大,當(dāng)老師把它們舉到同一高度,同時(shí)放開手時(shí),請(qǐng)大家觀察一下,哪個(gè)先著地。(演示) 【討論猜想】 大家看到了,是石頭先著地,為什么是石頭先著地呢?(學(xué)生短暫的討論) 有些同學(xué)說(shuō):因?yàn)槭^的質(zhì)量比較大,所以先著地。換句話說(shuō),就是物體的質(zhì)量越大,

5、下降就越快。是不是這樣?(學(xué)生回答:是) 古希臘偉大的科學(xué)家亞里士多德曾經(jīng)也認(rèn)可這個(gè)觀點(diǎn):重的物體比輕的物體下降得快。在其后的xx多年的時(shí)間里,人們一直信奉他的學(xué)說(shuō)。 但是,意大利偉大的物理學(xué)家伽利略,運(yùn)用簡(jiǎn)單的科學(xué)推理,巧妙地提示了亞里士多德的理論內(nèi)部包含的矛盾。于是,他提出了與亞里士多德相反的觀點(diǎn),他認(rèn)為:物體下落的快慢與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)? 下面,我們就來(lái)推理驗(yàn)證一下。 假設(shè)亞里士多德的這個(gè)觀點(diǎn)是正確的,通過(guò)我們的抽象思維,運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo),驗(yàn)證一下“重的物體比輕的物體下降得快”這個(gè)觀點(diǎn)是否正確。 【推導(dǎo)驗(yàn)證】 板書加講授:假設(shè)有兩個(gè)不同質(zhì)量的小球,設(shè)重的小球下落速率為

6、8m/s,輕的小球下落速率為4m/s,如果將兩個(gè)小球綁在一起,整體的質(zhì)量一定比原來(lái)重的小球的質(zhì)量大,那么按照“重的物體比輕的物體下降得快”的觀點(diǎn),綁在一起的兩個(gè)小球先到地面。(如多媒體演示)這是我們順著思維來(lái)推理出來(lái)的,下面我們逆過(guò)來(lái)思考并推理一下。 假設(shè)有兩個(gè)不同質(zhì)量的小球,設(shè)重的小球下落速率為8m/s,輕的小球下落速率為4m/s,如果將兩個(gè)小球綁在一起,但是,輕的小球會(huì)被重的小球拖著,那么整個(gè)系統(tǒng)的速率就少于8m/s。(如多媒體演示) 在這里,我們就從重的物體比輕的物體下落得快的假設(shè),推導(dǎo)出了重物下落得更慢的互相矛盾的結(jié)論。 所以說(shuō),亞里士多德的觀點(diǎn)是不正確的。 上面只是理論的推導(dǎo)

7、,下面我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下,物體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量有沒有關(guān)系。 【實(shí)驗(yàn)探究】 老師這有兩張一樣的相對(duì)小的白紙1、2,還有一張大而厚的紙3。 第一步:老師把白紙1和紙3舉在同一高度,同時(shí)讓他們下降,讓學(xué)生觀察哪個(gè)先著地。 第二步:把白紙1弄成紙團(tuán),并將紙團(tuán)與紙3舉在同一高度,同時(shí)讓他們下降,讓學(xué)生觀察哪個(gè)先著地。 第三步:并弄成紙團(tuán)的白紙1與白紙2舉在同一高度,同時(shí)讓他們下降,讓學(xué)生觀察哪個(gè)先著地。 可以得到以下的結(jié)論: 第一步:重物下降得快; 第二步:輕物下降得快; 第三步:同重物體也有快慢; 結(jié)論:物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān),伽利略的觀點(diǎn)是正確的。 可

8、能,大家覺得還跟物體的形狀、體積有關(guān),那么,大家可以像以上老師的實(shí)驗(yàn)一樣,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下,是不是有關(guān)。其實(shí)物體下落快慢與這些是無(wú)關(guān)的。 大家再仔細(xì)分析一下,亞里士多德的觀點(diǎn)究竟錯(cuò)在哪里? (生:他沒有考慮空氣阻力的影響) 既然受到空氣的影響而使得物體下落有快有慢,那么,我們把空氣抽空,就變成了什么?(生:真空)如果沒有了空氣阻力后,看情況是怎樣的? 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】 將羽毛和金屬片放入玻璃管中,將玻璃管中的空氣抽去,讓它們同時(shí)下落,觀察到的現(xiàn)象是金屬片與羽毛下落快慢相同;現(xiàn)將閥門打開,放進(jìn)一定量的空氣,讓它們同時(shí)下落,觀察到的現(xiàn)象是金屬片下落得快,羽毛下落得慢。 結(jié)論:影響到落體運(yùn)動(dòng)

9、快慢的因素是空氣阻力作用。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相同。 1971年美國(guó)宇航員斯科特在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時(shí)下落,觀察到它們同時(shí)落到月球表面。(多媒體演示) 【得出概念】 物體僅在重力作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng),叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn):1、初速度為0;2、只受重力的作用,沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)。 【練習(xí)鞏固】 一個(gè)物體在真空中,從A處無(wú)初速度釋放,受到重力的作用下,分別經(jīng)過(guò)B和C兩點(diǎn),A到B和B到C,這兩個(gè)過(guò)程,物體都是做自由落體運(yùn)動(dòng)嗎? 答:B到C不是,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程初速度不為0。 探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 探究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)

10、律,最直接、最簡(jiǎn)單的方法就是研究物體運(yùn)動(dòng)的軌跡開始。要探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,這就需要記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡。記錄的方法有很多,在這里,我們就用之前所學(xué)過(guò)的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法,來(lái)記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡。 【實(shí)驗(yàn)探究】 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡并進(jìn)行探究: 將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程。 注意事項(xiàng): 1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝要使兩限位孔在同一豎直線上,以減少摩擦阻力; 2、選用質(zhì)量和密度較大的重物,以減小空氣阻力的影響; 3、要先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再釋放紙帶; 4、手捏紙帶松手之前,不要晃動(dòng),保證打出的第一個(gè)點(diǎn)清晰; 5、多打幾條紙帶,選取所打點(diǎn)跡清晰,呈一條直線紙帶去研究。 分析紙帶可獲取信息: (1)自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線,速度方向不變。 (2)連續(xù)相同時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大,說(shuō)明速度越來(lái)越大,即速度大小改變,具有加速度。 (3)位移s與時(shí)間的平方t2成正比。 (4)相鄰、相等時(shí)間間隔的位移差相等。

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