2022年高中物理《探究自由落體運動》教案3 粵教版必修1

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1、2022年高中物理《探究自由落體運動》教案3 粵教版必修1 課程標準的要求： 1.通過史實，初步了解近代實驗科學產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學發(fā)展的推動作用。 2.經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，……了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(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動，體會數(shù)學在研究物理問題中的重要性。 第一節(jié) 探究自由落體運動 一、教學目標 1.知識與技能 (1) 認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。 (2) 能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進行分析。

2、2.過程與方法 由學生自主進行實驗探究，利用打點計時器，記錄下運動的信息，為下一節(jié)定量地探究運動規(guī)律做好準備，同時讓學生進一步體驗科學探究方法。 3.情感態(tài)度與價值觀 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： 教學重點：（1）理解自由落體運動及其遵從的條件 （2）自由落體運動軌跡的紀錄 教學難點：（1）理解并運用自由落體運動的條件 （2）紙帶上記錄的運動信息的分析 教學方法：以日常生活經(jīng)驗，導入目標—實踐體驗、分析討論—總結(jié)歸納，得出結(jié)論 教學用具：牛頓管，金屬片，紙片，打點計時器，

3、紙帶，重物和刻度尺等 課時安排：1課時 三、教學過程 （一）新課引入——落體運動 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動特點呢？ 教師在學生表述的基礎(chǔ)上提出問題：這些物體都做豎直下落運動，這類運動稱為落體運動，這節(jié)課我們來研究落體運動是否具有一定的規(guī)律。 （二）新課教學 1. 落體運動的思考 （1）提出問題 我們通常有這樣的一個生活經(jīng)驗：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）古希臘學者亞里士多德就認可了這一觀點。 簡介亞里士多德，他公元前三八四年生于希臘，在

4、哲學、天文學、物理學、生物學和教育等方面都有研究，他的重要著作有：《形而上學》、《倫理學》、《政治學》和《分析前篇和后篇》等。這些著作對后來的哲學和科學的發(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“最博學的人”。 引導學生從亞里士多德的觀點進行邏輯推理，得出矛盾。 過渡：同一個觀點為什么會推導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，伽利略認為只有一種可能性，重物和輕物應該下落得同樣快。要證明這個設(shè)想的正確性，必須通過做實驗來證明。

5、（3）實驗與探究：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自由下落， 學生得出：重的物體下落得快 師：這種觀點正確嗎？如果給你一些完成相同的紙片 ，你能用它們來做實驗反駁一下這個觀點。 學生活動：學生觀察并思考，提出自己的猜想，并動手設(shè)計自己的可行方案。 學生一：b、把一張紙片捏成紙團，將紙團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）； 學生二：c、將一張紙片揉成一個紙團， 把兩張展開紙片粘在一起 ，與紙團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：那是什么因素導致現(xiàn)實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”實驗：探究真空中不同物體的下落 （提示學生注意“聽”和“看”） 結(jié)論：影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。 2. 自由落體運動 （1） 概念引入 師：由于落體運動要受到空氣阻力影響，要想研究落體運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） 自由落體運動 師生總結(jié)：物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。 師：自由落體運動的特點是怎樣的？（提示學生從描述物體運動的物理量：位移、速度、加速度等方面概括） 師生互動得出： 自由落體運動的特點是：（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） （沒有空氣的空間在我們?nèi)粘Ｉ钪幸话闶且姴坏降模@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動。 3. 記錄自由落體運動軌跡 實驗與探究：P28 利用打點計時器探究自由落體運動的

8、運動性質(zhì)和規(guī)律 （1） 猜想與假設(shè) 師：對于運動問題，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、位移隨時間的變化規(guī)律。 師：下面我們一起來探究自由落體運動，而研究自由落體運動要從自由落體運動的軌跡開始研究。 首先，我們要模擬一個自由落體運動，可以讓一重物從一定高度自由下落，大家可以猜想一下，認為自由落體運動的規(guī)律是什么呢？ 生猜想： 師過渡：究竟哪個猜想才是正確的呢？我們必須要用實驗來驗證。 （2） 引問： 若要研究某種運動的規(guī)律時，我們可采用怎樣的器材？ 學生：利用打點計時器 （3）組織學生分組實驗：利用打

9、點計時器記錄重物的下落過程。并跟學生討論實驗的注意事項。 附注意事項： 1、打點計時器安裝要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力； 2、應先開電源讓打點計時器正常工作后，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清晰； 4、多打幾條紙帶，選取所打點跡清晰，呈一條直線的紙帶進行研究。 （3）思考課本問題：P28 初步分析紙帶可獲取信息： 1）軌跡——直線，運動方向——豎直向下； 2）變速——速度越來越大——比較連續(xù)相等時間內(nèi)的位移 （4）引導思考討論： 學生討論完成課本P28實驗與探究問題2，根據(jù)已有經(jīng)驗，學生知道研究運動規(guī)律方法

10、之一就是尋找位移與時間的關(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 用圖象處理實驗數(shù)據(jù)：記起點為0，在紙帶上找出清晰的六點分別標上A、B、C、D、E、F，自行設(shè)計表格，記錄從O點到A、B、C、D、E、F所通過的位移所對應的運動時間。 0A OB OC OD OE OF s（cm） t(s) t2(s2) 第二節(jié) 自由落體運動規(guī)律的猜想與驗證 一、教學目標 1.知識與技能 （1）認識自由落體運動，知道

11、影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。 （2）能用打點計時器或其它實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進行分析。 （3）初步了解探索自然規(guī)律的科學方法。培養(yǎng)學生的觀察、概括能力。 2.過程與方法 通過對落體運動的實驗探究，初步學習使用控制變量法。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）調(diào)動學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 教學重點：掌握自由落體運動的規(guī)律，并能運用其解決實際問題 教學難點：理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題 教學方

12、法：討論歸納法 課時安排： 三、教學過程 （一）新課引入 1．測量反應時間 （1）課前制作好“測反應時間尺”； 引問：一般刻度尺是用來測量什么的呢？ 學生回答：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，還能測量時間。并且能測出同學們大腦反應的時間，誰想知道自己的大腦反應時間是多少？可以用我這把尺來測測。 學生：玩“測反應時間”的游戲 （2）引入課題 師：我放手后，尺子做什么運動呢？ 生：落體運動，也可以近似地看成是自由落體運動。 過渡：同學們一定想知道這把尺為什么能測出你的反應時間，如果我們知道了自由落體運動的規(guī)律，也就知道了它的“奧

13、妙”。上節(jié)課我們通過實驗探究，利用打點計時器記錄了自由落體運動的軌跡，下面我們通過分析紙帶的信息來得到自由落體運動的規(guī)律。 （二）新課教學 1. 猜想與假設(shè) 物體做自由落體運動時，其速度的方向不變，大小不變，這是一種變速直線運動，而做自由落體運動的物體，只受到重力的作用，這個力是不變的，于是我們猜想：自由落體運動是勻變速直線運動。 2. 對假設(shè)進行驗證 （1） 理論分析：若自由落體是勻變速直線運動，則a=恒量，下面請同學們根據(jù)以前學過的圖像知識，推導出勻變速直線運動的位移公式。 學生：進行公式的推導： 因為物體做自由落體運動的初速度為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動，則其位移與時間的平方成正比，只要我們根據(jù)紙帶紀錄的運動信息作出s—t2的曲線，若曲線為一直線，即驗證了自由落體運動是勻加速直線運動，且初速度為0。 （2） 學生根據(jù)上面的理論分析對自己的紙帶進行信息處理。 3. 得出總結(jié)： （1） 在誤差范圍內(nèi)，作出s—t2為一條經(jīng)過原點的直線，所以自由落體運動為初速度為零的勻加速直線運動，其中圖像的斜率為a/2。 （2） 學生根據(jù)圖象求出斜率，得出加速度a的值。 4．自由落體運動規(guī)律 （1）自由落體運動為初速度為零的勻加速直線運動。 （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來表示自由落體運動的加速度，g 稱為重力加速度。 g =9.8m/s2 粗略地計算，我們可以取g =10m/s2 方向總是豎直向下 （3） 在同一地點，任何物體的重力加速度相同．在地球的不同地點，緯度越高，重力加速度越大。（學生完成學習指導p29 拓展與提升，總結(jié)出規(guī)律） （4） 自由落體運動的速度公式，位移公式： 5．自由落體規(guī)律的應用 （1）學生分析測量反應時間的奧妙:讓學生知道尺子的其始位置在哪里？如何便于測量下落的高度？怎樣測量出反應時間？ （2）P31討論與交流 （三）小結(jié)：本節(jié)課我們推導出自由落體運動的規(guī)律，并學會了運用其解決實際問題 （四）作業(yè)：1.課本P33練習，其中3、4做在作業(yè)本上 2.學習指導P26-29