2019-2020年高中物理《自由落體運動規(guī)律》教案2 粵教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理《自由落體運動規(guī)律》教案2 粵教版必修1 課題:自由落體運動規(guī)律 教學目標: 1.知識與技能: (1)理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動; (2)理解自由落體運動的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同; (3)掌握自由落體運動的規(guī)律。 2.過程與方法 (1)通過對自由落體運動紙帶的研究,學會分析和處理紙帶上記錄的運動信息; (2)通過自由落體運動的相關物理變化規(guī)律的學習,培養(yǎng)分析、推理能力。 3.情感態(tài)度與價值觀: (1)經(jīng)歷對自由落體運動的研究過程,體驗數(shù)學在研究物理問題中的重要性; (2)經(jīng)歷對自由落體運動的探究過程,體會人類對客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣。 教學知識點:自由落體運動規(guī)律 教學重點: 1、用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。 2、引導學生將圖象結(jié)論和公式推導結(jié)論聯(lián)系起來。 3、自由落體運動的規(guī)律及應用。 教學難點: 1、圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法,根據(jù)圖象分析物體運動的規(guī)律。 2、如何將圖象結(jié)論和公式結(jié)論聯(lián)系起來。 教學方法:推導法、講授法、圖像法 教學過程: 一、課程引入 xx年9月,經(jīng)世界各國物理學家提名,評出歷史上最美麗的10個科學實驗。根據(jù)時間順序?qū)?0個實驗進行排序如下: 第七:埃拉托色測量地球圓周長:首次確定地球的尺度; 第二:伽利略的自由落體實驗:證明輕重不同的物體同時落地; 第八:伽利略的速度實驗:證明的關系; 第四:牛頓的棱鏡分解太陽光:證明白光由各色光組成; 第六:卡文迪許扭稱實驗:測定萬有引力常量; 第五:托馬斯.楊的干涉實驗:證明光有波動性; 第十:米歇爾.傅科的鐘擺實驗:證明地球自轉(zhuǎn); 第三:羅伯特.密立根的油滴實驗:測定電子電量; 第九:盧瑟福的發(fā)現(xiàn)核子實驗:發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu); 第一:托馬斯.楊的雙縫演示應用于電子干涉實驗:證明波粒二象性。 而伽利略就被選中了兩個實驗,這是一件了不起的事情。輕重不同的兩個鐵球從比薩塔掉下來同時著地,這個上節(jié)課我們已經(jīng)學習;那么,從比薩塔自由下落的物體在運動的過程中遵循什么樣的規(guī)律呢? 【復習】 回顧上節(jié)課的知識要點: 1、落體運動的快慢與物體的質(zhì)量無關。 2、自由落體運動的條件:(1)只在重力作用下;(2)初速度為零。 3、自由落體運動軌跡的記錄(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動的軌跡就是為這節(jié)課探索自由落體運動規(guī)律做準備的。自由落體運動紙帶上點的軌跡都在一條直線上,所以自由落體運動是直線運動。 【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動時,其運動速度在逐漸增大(相等時間內(nèi)物體運動的位移在增加),進一步研究可以發(fā)現(xiàn),相鄰相等時間內(nèi)的位移之差大致相等(3.8mm或3.9mm),又因為它只受到重力作用,于是可以猜想:自由落體運動是一種簡單的變速運動——勻變速直線運動。 【科學推理】 方法一:面積法求位移: 通過自由落體運動的圖像來表示,如下圖: V(m*s-1) Vt 位移 0 t(s) ,而,所以 方法二:數(shù)學推導: 因為初速度,=①,②,由①②得, 另一重要的公式(): 【科學驗證】 怎樣驗證上面的猜想呢? 方法一: 通過以上初速度為零的勻加速直線運動的位移公式可知,設自由落體運動的加速度為a,則,是一個常數(shù),即可表示為:。如果我們求得自由落體運動的位移與時間的平方成正比,那么就可以求得加速度的大小,從而驗證自由落體運動是勻變速直線運動。 通過研究紙帶上每一個位移和時間的測量,可以發(fā)現(xiàn)位移和時間的平方是成正比關系的,所以自由落體運動的加速度是恒定的,進而計算出物體的加速度,從而驗證了自由落體運動是勻變速直線運動。 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應的時間,就可以由上式求得經(jīng)過該點時的瞬間速度。通過求得的各點的瞬時速度可知,速度的增加量是均勻的,由勻變速直線運動的概念可知,就可以證明自由落體運動是勻加速直線運動。 二、自由落體運動的加速度 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 在上一節(jié)的牛頓管的實驗中,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快慢相同,這說明了它們的加速度是相同的。 重力加速度g: 由紙帶數(shù)據(jù)計算加速度: 由可得: (教師先用一組數(shù)據(jù)計算,學生分組再用其它的數(shù)據(jù)計算) 可以求得加速度的大小是差不多一樣的,如果實驗的誤差較小,可測得g=9.8。 我們用g來表示自由落體運動的加速度,g稱為重力加速度。 大?。篻=9.8(粗略計算時,我們?nèi)=10) 方向:豎直向下 【說明】 地點 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 35043’ 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所有做自由落體運動的物體,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、自由落體運動的規(guī)律 自由落體運動的實質(zhì):初速度為零,加速度為g的勻加速直線運動。 所在可以推導出它的幾個公式: ⑴速度—時間公式: ⑵位移—時間公式: (g=9.8,粗略計算時可取g=10) 四、實際應用 ⑴給你一枚石子和一塊秒表,你能否測出一口井的井口到井里水面的深度? 答:可以。利用自由落體運動位移時間公式來測量。 首先,讓石子從井口做自由落體運動,用秒表記錄石子從井口到水面的時間。再將時間代入公式進行計算可求得井的深度。 測量誤差分析:①秒表記錄的時間包括聲音從水面?zhèn)鞑サ蕉涞穆曇簦? ②人有一定的反應時間。 ⑵高空墜物 5月31日,在南山區(qū)發(fā)生了一件慘?。阂粋€放學的小學生,跟同伴走在路上,突然被樓上墜落的一塊玻璃砸到腦袋,當場死亡。那一天剛好是一年一度的端午節(jié),家家戶戶團圓的好佳節(jié),第二天還是小朋友最喜歡過的節(jié)日---六一兒童節(jié),然后,花朵一樣的年齡,他卻這樣凄涼地離開了人世。 高空墜物,在深圳時常都有發(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,因為懶,因為沒有公德心,因為疏忽等等原因,經(jīng)常都隨手把一些垃圾往樓下扔,輕點的扔些果皮、紙斤,重點的扔酒瓶、塑料罐,全然不顧在樓下走動的人的安全。而這些東西,輕則傷到人,重則搞到人死亡,而南山的那個小學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:從六樓無初速掉下一個果核,每層樓高為3m,求果核下落到地面時的速度大約是多少?(g=10) 解: 這個速度意味著什么呢? 汽車一般行使的速度約為60km/h,也就是16.67m/s。果核從六樓掉下來的速度比汽車一般行使的速度還要大。(對學生進行社會公德教育) ⑶反應時間的測定 1.思考一下,測定反應時間的原理是什么? 2.請同學們兩人一組親自動手做一次,測定自己的反應時間。 五、板書設計 自由落體運動的規(guī)律 一、復習 二、用圖象法探究自由落體運動規(guī)律 1、s-t 圖象。結(jié)論:不是勻速直線運動。 2、s-t2圖象。結(jié)論:S∝t2,即S=kt2 三、落體運動規(guī)律的驗證 1、猜想:是勻變速直線運動嗎? 2、假設:自由落體運動是勻變速直線運動 3、驗證:():,速度變化是均勻的 4、結(jié)論:自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動。 四、重力加速度 大?。篻=9.8,粗略的可取g=10 方向:豎直向下 五、應用:井深測量、高空墜物以及反應時間測量 六、教學思想: 1、本節(jié)課是學生體會完整科學探究過程的良好機會,因此在這節(jié)課過程中,要盡量調(diào)動學生的積極性與主動性。我逐步引導學生,激發(fā)學生的好奇心,環(huán)環(huán)相扣,讓他們體驗科學探究的整個過程。 2、圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是高中階段的學生應掌握的基本方法,學生剛學習運動的圖象不久,這里就可以讓學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行作圖的訓練。 3、學會如何分析圖象, 4、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際,將所學知識和實際生活聯(lián)系起來,因此我設計了井深測量、高空墜物以及反應時間測量等規(guī)律應用例子。 5、在高空墜物的例子中,用學生算出的數(shù)據(jù)說話,對學生進行社會公德教育,提高學生的道德素質(zhì)。- 配套講稿:
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