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1、2022年高中物理《探究自由落體運(yùn)動》教案3 粵教版必修1
課程標(biāo)準(zhǔn)的要求:
1.通過史實(shí),初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。
2.經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)研究過程,……了解勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,體會實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。
3.能用公式和圖像描述勻變速直線運(yùn)動,體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1) 認(rèn)識自由落體運(yùn)動,知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動是在理想條件下的運(yùn)動。
(2) 能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。
2、2.過程與方法
由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,記錄下運(yùn)動的信息,為下一節(jié)定量地探究運(yùn)動規(guī)律做好準(zhǔn)備,同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型—自由落體。
二、教材分析:
教學(xué)重點(diǎn):(1)理解自由落體運(yùn)動及其遵從的條件
(2)自由落體運(yùn)動軌跡的紀(jì)錄
教學(xué)難點(diǎn):(1)理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動的條件
(2)紙帶上記錄的運(yùn)動信息的分析
教學(xué)方法:以日常生活經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)入目標(biāo)—實(shí)踐體驗(yàn)、分析討論—總結(jié)歸納,得出結(jié)論
教學(xué)用具:牛頓管,金屬片,紙片,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,
3、紙帶,重物和刻度尺等
課時(shí)安排:1課時(shí)
三、教學(xué)過程
(一)新課引入——落體運(yùn)動
石頭從空中下落,重力使屋檐的雨滴下來,樹葉從樹上豎直飄落。問:這些物體有什么共同的運(yùn)動特點(diǎn)呢?
教師在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上提出問題:這些物體都做豎直下落運(yùn)動,這類運(yùn)動稱為落體運(yùn)動,這節(jié)課我們來研究落體運(yùn)動是否具有一定的規(guī)律。
(二)新課教學(xué)
1. 落體運(yùn)動的思考
(1)提出問題
我們通常有這樣的一個生活經(jīng)驗(yàn):重的物體下落得快,物體下落得快慢到底與物體的質(zhì)量有沒有關(guān)系呢?
(2)(兩千多年前)古希臘學(xué)者亞里士多德就認(rèn)可了這一觀點(diǎn)。
簡介亞里士多德,他公元前三八四年生于希臘,在
4、哲學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和教育等方面都有研究,他的重要著作有:《形而上學(xué)》、《倫理學(xué)》、《政治學(xué)》和《分析前篇和后篇》等。這些著作對后來的哲學(xué)和科學(xué)的發(fā)展起了很大的影響。亞里士多德集中古代知識于一身,在他死后幾百年中,沒有一個人象他那樣對知識有過系統(tǒng)考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全書。恩格斯稱他是“最博學(xué)的人”。
引導(dǎo)學(xué)生從亞里士多德的觀點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理,得出矛盾。
過渡:同一個觀點(diǎn)為什么會推導(dǎo)出兩個截然相反的結(jié)論呢?這兩個結(jié)論使亞里士多德的理論陷入了困境,為了擺脫這一困境,伽利略認(rèn)為只有一種可能性,重物和輕物應(yīng)該下落得同樣快。要證明這個設(shè)想的正確性,必須通過做實(shí)驗(yàn)來證明。
5、(3)實(shí)驗(yàn)與探究:輕重不同的物體的下落快慢
(課本P26)取一枚硬幣,一張與硬幣表面面積相同的紙片和三張表面積、輕重相同的紙片。
教師演示:a、將一枚硬幣和一張展開的紙片從同一高度同時(shí)自由下落,
學(xué)生得出:重的物體下落得快
師:這種觀點(diǎn)正確嗎?如果給你一些完成相同的紙片 ,你能用它們來做實(shí)驗(yàn)反駁一下這個觀點(diǎn)。
學(xué)生活動:學(xué)生觀察并思考,提出自己的猜想,并動手設(shè)計(jì)自己的可行方案。
學(xué)生一:b、把一張紙片捏成紙團(tuán),將紙團(tuán)和一張展開的紙片從同一高度自由下落(輕重相同而下落快慢不同);
學(xué)生二:c、將一張紙片揉成一個紙團(tuán), 把兩張展開紙片粘在一起 ,與紙團(tuán)從同一高度自由下落。(物體輕但下
6、落快)。
結(jié)論:物體下落過程的運(yùn)動情況與物體的輕重(或質(zhì)量)無關(guān)。
過渡:那是什么因素導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)生活中的物體下落得有快有慢呢?是空氣阻力的原因?在沒有空氣的空間里物體下落沒有受到阻力的作用,它只受到重力的作用,物體下落情況又是怎樣的呢?
(3)“牛頓管”實(shí)驗(yàn):探究真空中不同物體的下落
(提示學(xué)生注意“聽”和“看”)
結(jié)論:影響落體運(yùn)動快慢的因素是空氣阻力的作用,沒有空氣阻力時(shí),只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。
2. 自由落體運(yùn)動
(1) 概念引入
師:由于落體運(yùn)動要受到空氣阻力影響,要想研究落體運(yùn)動就必須排除空氣阻力,那么如果物體在下落過程中忽略空氣阻
7、力,物體的受力有什么特征呢?
(2) 自由落體運(yùn)動
師生總結(jié):物體僅在重力作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動,叫自由落體運(yùn)動。
師:自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)是怎樣的?(提示學(xué)生從描述物體運(yùn)動的物理量:位移、速度、加速度等方面概括)
師生互動得出:
自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)是:(1)初速度為零;(2)只受重力作用(沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì))
(沒有空氣的空間在我們?nèi)粘I钪幸话闶且姴坏降?,這是一種理想的狀態(tài),在有空氣的空間,如果空氣阻力很小很小,物體下落也可以近似看成自由落體運(yùn)動。
3. 記錄自由落體運(yùn)動軌跡
實(shí)驗(yàn)與探究:P28 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究自由落體運(yùn)動的
8、運(yùn)動性質(zhì)和規(guī)律
(1) 猜想與假設(shè)
師:對于運(yùn)動問題,我們一般會關(guān)注哪兩個物理量之間的關(guān)系呢?
生:一般我們最關(guān)注的是速度、位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。
師:下面我們一起來探究自由落體運(yùn)動,而研究自由落體運(yùn)動要從自由落體運(yùn)動的軌跡開始研究。
首先,我們要模擬一個自由落體運(yùn)動,可以讓一重物從一定高度自由下落,大家可以猜想一下,認(rèn)為自由落體運(yùn)動的規(guī)律是什么呢?
生猜想:
師過渡:究竟哪個猜想才是正確的呢?我們必須要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
(2) 引問:
若要研究某種運(yùn)動的規(guī)律時(shí),我們可采用怎樣的器材?
學(xué)生:利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(3)組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):利用打
9、點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過程。并跟學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。
附注意事項(xiàng):
1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝要使兩限位孔在同一豎直線上,以減少摩擦阻力;
2、應(yīng)先開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,再松開紙帶讓重物下落;
3、手捏紙帶松手之前,不要晃動,保證打出的第一個點(diǎn)清晰;
4、多打幾條紙帶,選取所打點(diǎn)跡清晰,呈一條直線的紙帶進(jìn)行研究。
(3)思考課本問題:P28
初步分析紙帶可獲取信息:
1)軌跡——直線,運(yùn)動方向——豎直向下;
2)變速——速度越來越大——比較連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移
(4)引導(dǎo)思考討論:
學(xué)生討論完成課本P28實(shí)驗(yàn)與探究問題2,根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn),學(xué)生知道研究運(yùn)動規(guī)律方法
10、之一就是尋找位移與時(shí)間的關(guān)系,故可想到作s—t圖象來分析推測自由落體的規(guī)律。
4.作業(yè):
課本P28 3
用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):記起點(diǎn)為0,在紙帶上找出清晰的六點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D、E、F,自行設(shè)計(jì)表格,記錄從O點(diǎn)到A、B、C、D、E、F所通過的位移所對應(yīng)的運(yùn)動時(shí)間。
0A
OB
OC
OD
OE
OF
s(cm)
t(s)
t2(s2)
第二節(jié) 自由落體運(yùn)動規(guī)律的猜想與驗(yàn)證
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動,知道
11、影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動是在理想條件下的運(yùn)動。
(2)能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其它實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。
(3)初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。
2.過程與方法
通過對落體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究,初步學(xué)習(xí)使用控制變量法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)調(diào)動學(xué)生積極參與討論的興趣,培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。
(2)滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型——自由落體。
二、教材分析
教學(xué)重點(diǎn):掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律,并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題
教學(xué)難點(diǎn):理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題
教學(xué)方
12、法:討論歸納法
課時(shí)安排:
三、教學(xué)過程
(一)新課引入
1.測量反應(yīng)時(shí)間
(1)課前制作好“測反應(yīng)時(shí)間尺”;
引問:一般刻度尺是用來測量什么的呢?
學(xué)生回答:測量長度
教師:老師手中的這把尺很神奇,它不僅可以測量長度,還能測量時(shí)間。并且能測出同學(xué)們大腦反應(yīng)的時(shí)間,誰想知道自己的大腦反應(yīng)時(shí)間是多少?可以用我這把尺來測測。
學(xué)生:玩“測反應(yīng)時(shí)間”的游戲
(2)引入課題
師:我放手后,尺子做什么運(yùn)動呢?
生:落體運(yùn)動,也可以近似地看成是自由落體運(yùn)動。
過渡:同學(xué)們一定想知道這把尺為什么能測出你的反應(yīng)時(shí)間,如果我們知道了自由落體運(yùn)動的規(guī)律,也就知道了它的“奧
13、妙”。上節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)探究,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了自由落體運(yùn)動的軌跡,下面我們通過分析紙帶的信息來得到自由落體運(yùn)動的規(guī)律。
(二)新課教學(xué)
1. 猜想與假設(shè)
物體做自由落體運(yùn)動時(shí),其速度的方向不變,大小不變,這是一種變速直線運(yùn)動,而做自由落體運(yùn)動的物體,只受到重力的作用,這個力是不變的,于是我們猜想:自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。
2. 對假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證
(1) 理論分析:若自由落體是勻變速直線運(yùn)動,則a=恒量,下面請同學(xué)們根據(jù)以前學(xué)過的圖像知識,推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移公式。
學(xué)生:進(jìn)行公式的推導(dǎo):
因?yàn)槲矬w做自由落體運(yùn)動的初速度為0,所以其位移:
14、
從位移公式中可得:若物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,則其位移與時(shí)間的平方成正比,只要我們根據(jù)紙帶紀(jì)錄的運(yùn)動信息作出s—t2的曲線,若曲線為一直線,即驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動,且初速度為0。
(2) 學(xué)生根據(jù)上面的理論分析對自己的紙帶進(jìn)行信息處理。
3. 得出總結(jié):
(1) 在誤差范圍內(nèi),作出s—t2為一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線,所以自由落體運(yùn)動為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,其中圖像的斜率為a/2。
(2) 學(xué)生根據(jù)圖象求出斜率,得出加速度a的值。
4.自由落體運(yùn)動規(guī)律
(1)自由落體運(yùn)動為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。
(2)重力加速度
為了區(qū)別一般情況下
15、物體的加速度,用g來表示自由落體運(yùn)動的加速度,g 稱為重力加速度。
g =9.8m/s2 粗略地計(jì)算,我們可以取g =10m/s2
方向總是豎直向下
(3) 在同一地點(diǎn),任何物體的重力加速度相同.在地球的不同地點(diǎn),緯度越高,重力加速度越大。(學(xué)生完成學(xué)習(xí)指導(dǎo)p29 拓展與提升,總結(jié)出規(guī)律)
(4) 自由落體運(yùn)動的速度公式,位移公式:
5.自由落體規(guī)律的應(yīng)用
(1)學(xué)生分析測量反應(yīng)時(shí)間的奧妙:讓學(xué)生知道尺子的其始位置在哪里?如何便于測量下落的高度?怎樣測量出反應(yīng)時(shí)間?
(2)P31討論與交流
(三)小結(jié):本節(jié)課我們推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動的規(guī)律,并學(xué)會了運(yùn)用其解決實(shí)際問題
(四)作業(yè):1.課本P33練習(xí),其中3、4做在作業(yè)本上
2.學(xué)習(xí)指導(dǎo)P26-29