高中物理《自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律》教案2 粵教版必修1

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1、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 課題:自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 教學(xué)目標(biāo): 1.知識(shí)與技能: (1)理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng); (2)理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同; (3)掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 2.過(guò)程與方法 (1)通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究,學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息; (2)通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)物理變化規(guī)律的學(xué)習(xí),培養(yǎng)分析、推理能力。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀: (1)經(jīng)歷對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程,體驗(yàn)數(shù)學(xué)在研究物理問(wèn)題中的重要性; (2)經(jīng)歷對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程,體會(huì)人類對(duì)客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂(lè)趣。

2、 教學(xué)知識(shí)點(diǎn):自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 教學(xué)重點(diǎn): 1、用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2、引導(dǎo)學(xué)生將圖象結(jié)論和公式推導(dǎo)結(jié)論聯(lián)系起來(lái)。 3、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn): 1、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法,根據(jù)圖象分析物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 2、如何將圖象結(jié)論和公式結(jié)論聯(lián)系起來(lái)。 教學(xué)方法:推導(dǎo)法、講授法、圖像法 教學(xué)過(guò)程: 一、課程引入 2002年9月,經(jīng)世界各國(guó)物理學(xué)家提名,評(píng)出歷史上最美麗的10個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)時(shí)間順序?qū)?0個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排序如下: 第七:埃拉托色測(cè)量地球圓周長(zhǎng):首次確定地球的尺度; 第二:伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn):證明輕重不同的物體同時(shí)落地; 第八:伽利略的速度實(shí)驗(yàn):

3、證明的關(guān)系; 第四:牛頓的棱鏡分解太陽(yáng)光:證明白光由各色光組成; 第六:卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn):測(cè)定萬(wàn)有引力常量; 第五:托馬斯.楊的干涉實(shí)驗(yàn):證明光有波動(dòng)性; 第十:米歇爾.傅科的鐘擺實(shí)驗(yàn):證明地球自轉(zhuǎn); 第三:羅伯特.密立根的油滴實(shí)驗(yàn):測(cè)定電子電量; 第九:盧瑟福的發(fā)現(xiàn)核子實(shí)驗(yàn):發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu); 第一:托馬斯.楊的雙縫演示應(yīng)用于電子干涉實(shí)驗(yàn):證明波粒二象性。 而伽利略就被選中了兩個(gè)實(shí)驗(yàn),這是一件了不起的事情。輕重不同的兩個(gè)鐵球從比薩塔掉下來(lái)同時(shí)著地,這個(gè)上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí);那么,從比薩塔自由下落的物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中遵循什么樣的規(guī)律呢? 【復(fù)習(xí)】 回顧上節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn): 1

4、、落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。 2、自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:(1)只在重力作用下;(2)初速度為零。 3、自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄(大家可以看課本中圖2-2-1): 上節(jié)課我們記錄的自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡就是為這節(jié)課探索自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律做準(zhǔn)備的。自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶上點(diǎn)的軌跡都在一條直線上,所以自由落體運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)。 【大膽猜想】 由教材圖2-2-1所得到的紙帶可知,物體做的自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)速度在逐漸增大(相等時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移在增加),進(jìn)一步研究可以發(fā)現(xiàn),相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差大致相等(3.8mm或3.9mm),又因?yàn)樗皇艿街亓ψ饔茫谑强梢圆孪耄鹤杂陕潴w運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單的變速運(yùn)

5、動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)。 【科學(xué)推理】 方法一:面積法求位移: 通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)的圖像來(lái)表示,如下圖: V(m*s-1) Vt 位移 0 t(s) ,而,所以 方法二:數(shù)學(xué)推導(dǎo): 因?yàn)槌跛俣龋?①,②,由①②得, 另一重要的公式(): 【科學(xué)驗(yàn)證】 怎樣驗(yàn)證上面的猜想呢? 方法一: 通過(guò)以上初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式可知,設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為a,則,是一個(gè)常數(shù),即可表示為:。如果我們求得自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比,那么就可以求得加速度的大小,從而驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 通過(guò)研究紙帶上每一個(gè)位移和時(shí)間的測(cè)量,可以

6、發(fā)現(xiàn)位移和時(shí)間的平方是成正比關(guān)系的,所以自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的,進(jìn)而計(jì)算出物體的加速度,從而驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 方法二: (): 教材圖2-2-1所得到的紙帶所示的B、C、D、E、F所有的位移以及所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,就可以由上式求得經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)的瞬間速度。通過(guò)求得的各點(diǎn)的瞬時(shí)速度可知,速度的增加量是均勻的,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念可知,就可以證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 二、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 在上一節(jié)的牛頓管的實(shí)驗(yàn)中,我們知道:在真空中,只在重力的作用下,各物體由靜止下落時(shí)快慢相同,這說(shuō)明了它們的加速度是相同的。

7、 重力加速度g: 由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算加速度: 由可得: (教師先用一組數(shù)據(jù)計(jì)算,學(xué)生分組再用其它的數(shù)據(jù)計(jì)算) 可以求得加速度的大小是差不多一樣的,如果實(shí)驗(yàn)的誤差較小,可測(cè)得g=9.8。 我們用g來(lái)表示自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度,g稱為重力加速度。 大?。篻=9.8(粗略計(jì)算時(shí),我們?nèi)=10) 方向:豎直向下 【說(shuō)明】 地點(diǎn) 緯度 重力加速度g(m/s2) 赤道 00 9.780 廣州 23006’ 9.788 武漢 30033’ 9.794 上海 31012’ 9.794 東京 350

8、43’ 9.798 北京 39056’ 9.801 紐約 40040’ 9.803 莫斯科 55045’ 9.816 北極 900 9.832 通過(guò)觀察上圖,可知不同位置的加速度的大小情況: ①所有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,它們的加速度都是g; ②地球上同位置不同高度處的重力加速度是不同的,高度低處g大,高度高處g ?。? ③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的,緯度低處g小,緯度高處g大。 三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì):初速度為零,加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 所在可以推導(dǎo)出它的幾個(gè)公式: ⑴速度—時(shí)間公式: ⑵位移—時(shí)間公式: (g=

9、9.8,粗略計(jì)算時(shí)可取g=10) 四、實(shí)際應(yīng)用 ⑴給你一枚石子和一塊秒表,你能否測(cè)出一口井的井口到井里水面的深度? 答:可以。利用自由落體運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式來(lái)測(cè)量。 首先,讓石子從井口做自由落體運(yùn)動(dòng),用秒表記錄石子從井口到水面的時(shí)間。再將時(shí)間代入公式進(jìn)行計(jì)算可求得井的深度。 測(cè)量誤差分析:①秒表記錄的時(shí)間包括聲音從水面?zhèn)鞑サ蕉涞穆曇簦? ②人有一定的反應(yīng)時(shí)間。 ⑵高空墜物 5月31日,在南山區(qū)發(fā)生了一件慘劇:一個(gè)放學(xué)的小學(xué)生,跟同伴走在路上,突然被樓上墜落的一塊玻璃砸到腦袋,當(dāng)場(chǎng)死亡。那一天剛好是一年一度的端午節(jié),家家戶戶團(tuán)圓的好佳節(jié),第二天還是小朋友最喜歡過(guò)的節(jié)日---六一兒童

10、節(jié),然后,花朵一樣的年齡,他卻這樣凄涼地離開(kāi)了人世。 高空墜物,在深圳時(shí)常都有發(fā)生。深圳的房子都是高層,連最差勁的農(nóng)民房也有七、八層。而那些人,因?yàn)閼?,因?yàn)闆](méi)有公德心,因?yàn)槭韬龅鹊仍?,?jīng)常都隨手把一些垃圾往樓下扔,輕點(diǎn)的扔些果皮、紙斤,重點(diǎn)的扔酒瓶、塑料罐,全然不顧在樓下走動(dòng)的人的安全。而這些東西,輕則傷到人,重則搞到人死亡,而南山的那個(gè)小學(xué)生事件就是一件慘劇。 從樓上掉下的物品究竟能給人造成什么傷害呢? 例:從六樓無(wú)初速掉下一個(gè)果核,每層樓高為3m,求果核下落到地面時(shí)的速度大約是多少?(g=10) 解: 這個(gè)速度意味著什么呢? 汽車一般行使的速度約為60km/h,也就是

11、16.67m/s。果核從六樓掉下來(lái)的速度比汽車一般行使的速度還要大。(對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)公德教育) ⑶反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定 1.思考一下,測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的原理是什么? 2.請(qǐng)同學(xué)們兩人一組親自動(dòng)手做一次,測(cè)定自己的反應(yīng)時(shí)間。 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一、復(fù)習(xí) 二、用圖象法探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1、s-t 圖象。結(jié)論:不是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 2、s-t2圖象。結(jié)論:S∝t2,即S=kt2 三、落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的驗(yàn)證 1、猜想:是勻變速直線運(yùn)動(dòng)嗎? 2、假設(shè):自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3、驗(yàn)證:():,速度變化是均勻的 4、結(jié)論:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

12、四、重力加速度 大小:g=9.8,粗略的可取g=10 方向:豎直向下 五、應(yīng)用:井深測(cè)量、高空墜物以及反應(yīng)時(shí)間測(cè)量 六、教學(xué)思想: 1、本節(jié)課是學(xué)生體會(huì)完整科學(xué)探究過(guò)程的良好機(jī)會(huì),因此在這節(jié)課過(guò)程中,要盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。我逐步引導(dǎo)學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的好奇心,環(huán)環(huán)相扣,讓他們體驗(yàn)科學(xué)探究的整個(gè)過(guò)程。 2、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是高中階段的學(xué)生應(yīng)掌握的基本方法,學(xué)生剛學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的圖象不久,這里就可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖的訓(xùn)練。 3、學(xué)會(huì)如何分析圖象, 4、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,將所學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái),因此我設(shè)計(jì)了井深測(cè)量、高空墜物以及反應(yīng)時(shí)間測(cè)量等規(guī)律應(yīng)用例子。 5、在高空墜物的例子中,用學(xué)生算出的數(shù)據(jù)說(shuō)話,對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)公德教育,提高學(xué)生的道德素質(zhì)。

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