【#实用文# #自由落体运动课件(推荐12篇)#】作为一名为他人授业解惑的教育工作者,时常需要用到课件,课件是实施教学的主要依据,有着至关重要的作用。来参考自己需要的课件吧!下面是小编帮大家整理的自由落体运动课件,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
教学目标
知识目标
1、知道什么是.
2、知道什么是重力加速度,知道重力加速度的方向和通常的取值.
3、会应用相应的运动学公式解答有关的问题.
能力目标
调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述.
教材分析
教材把作为初速度为零、加速度为的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法.研究时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可.教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实.由知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析.
教法建议
可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法.
教学重点:
认识是初速度为零、加速度为的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决的问题.
教学难点:
中不同物体下落的加速度都为.
主要设计:
一、
[方案一]
1、思考与讨论:
(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?
(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一团棉花和一块石头下落的现象)
(3)请举出一轻的物体下落快的实例?(演示一小粒石子和一大张纸片下落情况)
2、分析引导:
(1)上述实验现象是因为有空气阻力存在使现象变得复杂,(教师指出)
(2)演示:把纸片团成一个小纸团,再让它和小石子同时下落的现象.
(3)提问:如果没有空气阻力,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何?
(4)演示:按教材要求做“牛顿管”实验.
3、分析与小结:
(1)分析“牛顿管”实验的特点,引出的定义.
(2)展示课件“的频闪效果”
(3)分析频闪效果,分析出是加速运动,进而指出,是初速度为零的匀加速直线运动.
[方案二]
1、教师提出我们要研究一种见得非常多的物体运动,即物体下落的运动,问学生:重的物体下落快还是轻的物体下落的快?
2、启发学生回想所见过物体的下落运动,有没有轻的物体下落快的现象?引导学生对观察到的物体下落现象总结为“有时重的物体下落快、有时轻的物体下落快”(配合演示)
3、提问:怎样从理论上说明重的'物体比轻的物体下落快是不对的?让学生看教材30页有关伽利略的推理,认识到从“重的物体下落快”会导出矛盾的结论.
4、提问:为什么有时重的物体下落快?有时轻的物体下落快?可通过前面的演示启发学生想到:空气阻力的作用使得物体下落问题变得复杂.
5、教师问:我们应该怎样研究物体的下落运动?引导学生想到研究问题应从简单到复杂,因此应首先研究没有空气阻力时物体的下落情况.指出可根据实验来研究.
6、演示:“牛顿管实验”让学生得出结论:没有空气阻力,只有重力作用时,轻重不同的物体下落快慢相同.
7、教师小结:物体只在重力作用下从静止下落的运动叫,轻重不同的物体自由下落快慢相同.
8、展示课件“的频闪效果”,总结特点:是初速度为零的匀加速直线运动.
二、自由落体加速度:
1、分析引导:在同一地点,从同一高度同时下落的物体,下落到同一位置时(这个位置是任意的)所用时间总是相同的.可知:这些初速度为零的匀加速运动,在相同时间里发生了相等的位移,由知,它们的加速度必相同.
2、让学生看书,记住重力加速度的方向,了解一些地区的重力加速度的数值.
3、让学生根据匀变速运动的公式,推导出的公式:
若学生基础较好,可根据自由落体频闪照片,用分析纸带的方法粗算一下自由落体加速度.
探究活动
滴水法测重力加速度的过程是这样的,让水龙头的水一滴一滴的滴在其正方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子时后一滴恰好离开水龙头,测出几滴水落到盘中的总时间t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h,即可算出重力加速度.请思考:为什么不只测出一滴水下落的时间即开始计算?按前面给的方法测出一个水滴下落时间还是?为什么?重力加速度的表达式是什么?实际做一做,计算一下,当地的重力加速度.
★教学目标
1、知识与技能
(1)、理解自由落体运动和自由落体运动的条件
(2)、理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向
(3)、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题
2、过程与方法
(1)、培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力
(2)、引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法
( 3 )、引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律
3、情感、态度与价值观
(1)、通过实验培养学生合作交流的能力,激发学生的探索与创新意识
(2)、培养学生的逻辑推理能力
(3)、培养学生实事求是的科学态度,从实际问题中分析规律
(4)、培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解
★教学重点
1、探究自由落体运动的性质
2、掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题
★教学难点
探究自由落体运动的性质
★教学方法
1、以物理情景导入目标――合作体验――分析讨论――总结归纳――得出结论。
2、通过实例分析,使学生学会自由落体运动的规律分析并能解决问题。
★教学用具
多媒体,金属片,纸片,打点计时器,纸带,重物(两个质量不同)
★设计思路
让学生通过合作实验,分析总结得出:物体自由下落的快慢和所受重力无关。
让学生通过小组实验,用打点计时器研究自由落体运动,共同分析纸带得出自由落体运动的`特点。
让学生依据匀变速直线运动规律理论分析得出自由落体运动的规律。
★教学过程
一、引入新课
(播放“苹果落地”视频)导入新课
二、进行新课
1、自由落体运动
教师活动:演示纸片与金属片的下落过程,提出问题:物体下落的快慢是否与物体的质量有关?
学生活动:学生观察并思考,提出自己的猜想。
教师活动:为了研究下落的快慢与质量是否有关,老师给同学们提供金属片、纸片,请同学们设计实验来探究。
学生活动:学生实验探究(小组合作交流)
点评:通过学生自主探究,激发学生学习兴趣,引导学生积极探索
得出结论:质量并不是决定物体下落快慢的因素。
教师活动:提出问题:与体积、形状或面积有关吗?
学生活动:学生实验探究(小组合作交流)
得出结论:体积、形状或面积也不是决定物体下落快慢得因素
教师活动:引导学生思考问题,造成金属片与纸片不同时落地的原因到底是什么?
学生活动:学生思考得出结论,由于空气阻力的影响。
教师活动:同学们有办法消除阻力吗?
点评:学会一些基本的推理方法,初步养成置疑的习惯,激发学生的学习兴趣。
教师活动:用牛顿管演示物体在空气中和真空的下落情况。引导学生得出:如果没有空气阻力的影响,物体自由下落的快慢是相同的。
学生尝试归纳:自由落体运动的概念及条件。(学生的总结可能不够准确,注意引导)
教师补充归纳完整
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动
(2)条件:
a.只受重力(而不受其他任何力,包括空气阻力)
b.从静止开始下落
点评:培养学生利用物理语言,归纳总结规律的能力。
2、自由落体加速度
学生活动:(实验 小组合作完成)安装好打点计时器、学生电源、纸带、重物等,用打点计时器研究自由落体运动,计算其加速度,换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同,总结得出结论。
教师点评:将两条纸带对比,只要两条纸带上的点间间隔相同就说明它们的加速度是相同的。
学生活动:学生运用自己所学知识计算自由落体运动的加速度,通过比较得出结论。(小组合作交流)
教师引导总结:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。教师引导学生思考两个问题:
a.自由落体运动的加速度在各个地方相同吗?
b.它的方向如何?
学生活动:学生看书中列表,尝试从表中寻找规律,这一规律是怎样产生的?(学生猜想,但不宜过多解释)
教师总结:自由落体加速度:
符号:g
方向:竖直向下(与重力方向一致)
大小:与地点有关。一般计算中g=9.8m/s2,粗略计算中可以取g=10m/s2(纬度越高g越大,纬度越低g越小)。
点评:通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点)。引导学生学会分析数据,归纳总结规律。
教师点评:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动,只要这些公式中的初速度v=0,a取g就可以了。自由落体运动遵从的规律:
v=v0+at推出v=gt
x=v0t+1/2at2推出h=1/2gt2
2ax=v2-v02推出2gh=v2
3、自由落体规律的应用
教师活动:多媒体展示练习P(47)“问题与练习”第2题:
一位观察者测出,悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s,如果不考虑空气阻力,悬崖有多高?实际上是有空气阻力的,因此实际高度比计算值大些还是小些?为什么?
学生活动:学习独立作答;学生解答完毕后相互讨论和检查结果。
教师点评:如果不考虑空气阻力,可算结果达到45m,实际上由于空气阻力,3s内不会下落这样的距离,提醒学生注意理想化可能带来的误差。
点评:通过练习培养学生运用所学规律解决问题的能力。进一步加深对自由落体运动是一种初速度为零的匀变速运动的理解。
三、课堂总结、点评
(1)、学生试着归纳
(2)、教师补充:自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v0=0,a=g。我们在以前各章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论,在自由落体运动中均可使用。
四、作业布置
1、教材 P45 3、4
2、试测反应时间(做一做)
五、板书设计
自由落体运动
概念
运动规律
加速度
一、说教材:
《自由落体运动》是中专物理教材(高教版)第三章第五节的内容。本节内容是在学生学习了运动学的基本概念、匀变速直线运动等知识后编排的,自由落体运动是匀变速直线运动的一种特例。通过对自由落体运动的研究,一方面是对前面知识的复习和巩固,另一方面也加强了课本知识与实际生活的联系;通过学习本节内容不仅可以激发学生的学习欲望,巩固前面的知识,而且可以培养学生的观察能力、以及分析和概括能力。它在教材中具有重要的地位和作用。
二、说教学目标:
本节课教学主要是让学生参与实验探究过程,掌握解决问题的方法,培养学生自主学习的意识与创新精神。因此,教学要从科学结论的学习上转移到概念和规律的形成过程,以及形成这些概念和规律所用的物理方法和思想的学习中,达到激发学生学习物理的兴趣,懂得认知未知事物的研究方法,发展学生各方面的能力和创新意识。
(一)知识与技能:
(1)了解什么是自由落体运动;
(2)认识自由落体运动的特点;
(3)掌握自由落体运动的规律;
(4)能分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。
(二)过程与方法:通过观察演示实验,否定了亚里士多德的观点,通过实验探究,逐步培养学生观察能力、实验数据的处理能力及推理能力。
(三)情感态度与价值观:
(1)调动学生积极参与讨论的兴趣,培养科学探究及推理能力;
(2)培养学生严谨的科学态度,正确地获取知识的方法。
三、说重点和难点:
1.从前面对教材的分析,可以看出本节课的重点是:自由落体运动性质及运动规律;重力加速度。
2.本节课的难点我认为至少有两点:
(1)对物体下落快慢与物体轻、重无关的'理解;
(2)探究自由落体运动性质的过程,纸带的处理。
为了突破重难点我是这样设计教学的:先让学生观察分析演示实验,用实验事实帮助学生建立起正确的观点,启发学生回忆前面研究匀变速直线的方法,进行合理的类比迁移。我安排学生分组实验——用打点计时器研究自由落体运动,为了能让学生顺利探究出自由落体的运动性质,求出自由落体加速度,在前面已经给学生介绍了匀变速直线运动的位移规律和怎样用打点计时器测加速度(重点给学生讲解了纸带的处理)。让学生通过实验探究来验证自由落体的运动性质,并让学生通过动手计算得出自由落体加速度。既培养了学生的能力又让学生加深了对知识的理解,更让体会到成功的体验。
四、学情分析
学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识,具备了一定的学习基础,能够开展小组学习活动,但毕竟是农村学生,实验动手能力不强,由于是高一学生,抽象思维能力不强。为了学生能顺利开展探究活动,在课前我作了必要的准备工作:给学生介绍了怎样用打点计时器计算加速度,着重给学生讲解了纸带的处理方法及注意事项。
五、说教法、学法
教法采用讲授、实验演示、探究式教学法。人们在自然界看到的落体运动都是重的物体下降快,轻的物体下落慢。为了帮助学生消除错误观念,树立正确观念。通过纸团和纸片下落演示实验和牛顿管演示实验,让学生知道物体下落的快慢跟物体的质量无关,在没有空气阻力的情况下,轻重不同的物体下落一样快。为了让学生亲眼“看到”自由落体是初速度为零的匀加速直线运动,并且加速度的大小为g,在此采取实验探究法。让学生分组进行实验,通过分析纸带上的点迹,自己动手算出:自由落体运动确实是一种初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。通过计算得出:加速度的大小与纸带下悬挂重物的质量无关,说明在没有空气阻力的情况下轻重不同的物体下降的速度一样。
对学生来说,注意观察演示实验,并积极思考,得出准确结论。在老师的引导下探索自由落体运动的性质,通过分析纸带得出自由落体运动的性质和自由落体加速度。体验知识的发现过程,领悟科学思想方法,努力提高自身的科学素养。
六、说教学过程:
(一)导入新课:通过列举自由落体知识在现实生活中的应用(测量人的反应时间),导入新课。
(二)新课教学:
演示:质量相等的纸团和纸片同时从同一高度同时下落,并引导学生观察实验现象及思考问题。(创设问题情境)
提出问题:轻重不同的物体下落的快慢是否一样?
结论:下落慢是由于空气阻力的作用。
此时介绍亚里士多德和伽利略对落体运动的研究,大胆质疑,敢于向权威挑战的精神。
问题:如果没有空气阻力,结果会如何?
演示:牛顿管实验
结论:在没有空气阻力的情况下,物体下落的情况与重力大小无关。
使学生认识到生活中观察到重物下落快、慢不同的原因是由于空气阻力的影响,终于使问题真相大白,从而引入自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件。
给学生说明自由落体运动是对实际落体运动进行理想化处理得出的一种理想模型(跟前面学习的匀速、匀变速运动一样。相机渗透理想化思想方法——忽略次要因素,凸显物理现象的本质。)
让学生动手探究重物自由落体运动,感悟运动特点。
问题1:自由落体运动究竟是一种什么样的运动?
启发学生设计实验进行探究(提供相应的器材:打点计时器、重物等):分组实验、处理实验数据、交流实验结论。
师生归纳、总结出:自由下落运动是初速度为零的匀加速直线运动。
分组实验让学生的主体作用得到充分的发挥,也使学生对自由落体的性质有深刻的印象。(这部分大约需要15分钟)
问题2:在同一地点,不同物体作自由落体运动的加速度是否相同?
根据前面的实验可以得出这样的结论:在同一地点,不同物体作自由落体运动的加速度是相同。
讲解:重力加速度的概念,说明其方向。
引导学生观看课本上各地重力加速度的表格,能否发现一定的规律。
结论:纬度越大的地点,重力加速度越大(原因待以后进一步学习)
让学生根据匀变速运动的规律推导出自由落体运动的公式。
(三)例题巩固:
例题:一个物体从19.6m高的地方自由下落,问经过多长时间落到地面?
它落到地面时的速度是多少?
设计意图:自由落体运动规律的简单应用,熟悉公式,巩固知识。
(四)学生练习
完成《学生工作页》
(五)巩固新课
(1)运动性质:初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动;
(2)匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。
(六)布置作业
1.在练习3.5中任选两题上作业本
2.阅读教材65页《伽利略及其科学贡献》
3.课后查阅有关资料看看伽利略是用什么方法推断出自由落体运动的性质的。
设计意图:让不同层次的学生选择不同难度的作业,让每位同学都会做作业,让每位同学都有收获;培养学生自主获取信息和学习的能力。
一、预习目标
了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的特色,理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
二、预习内容
对于落体运动,自古以来许多人都研究过。本节课介绍落体运动的研究历史,主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法。要通过自主学习,独立的思考、归纳和总结,提出自己的看法与体会。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
通过重现重大发现的历史过程,亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验,学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。
二、学习过程
(一)、绵延两千年的错误
亚里士多德的观点:物体越重,下落越快.
交流与讨论:为什么会有错误的认识呢?
(二)、逻辑的力量
伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?
(三)、猜想与假说
(四)、实验验证
阅读:伽利略斜面实验的情况
讨论与交流:感受伽利略的探究过程,体会其科学方法
设计实验:研究初速度为零的匀加速直线运动的位移和时间的关系,并设计表格记录实验数据.
(五)、伽利略的科学方法
三、反思总结
伽利略的科学方法。
①问题的提出。
②提出假设,逻辑推理。
③利用数学和逻辑进行推理,然后实验验证。
④对假说进行修正和推广。
四.当堂检测
1.某物体从某一较高处自由下落,第1s内的位移是_______m,第2s末的速度是______m/s,前3s 内的平均速度是_________m/s(g取10m/s2)。5,20,15
2.小球做自由落体运动,它在前ns内通过的位移与前(n+1)s内通过的位移之比是_____________。n2/(n+1)2
3.一物体从高处A点自由下落,经B点到达C点,已知B点的速度是C点速度的3/4,BC间距离是7m,则AC间距离是__________m(g取10m/s2)。16
4.一物体从高H处自由下落,当其下落x时,物体的速度恰好是着地时速度的一半,由它下落的位移x=__________H/4
5.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( B )
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大
C.g值在地球上任何地方都一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
6.一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( C )
A.铁钉比棉花团重
B.铁钉比棉花团密度大
C.棉花团的加速度比重力加速度小得多
D.铁钉的重力加速度比棉花团的大
7.甲物体的重力是乙物体重力的3倍,它们从同一高度处同时自由下落,由下列说法正确的是(C)
A.甲比乙先着地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地
D.无法确定谁先着地
8.自由下落的物体,自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是(D)
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.( +1):1
9.自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( B )
10.一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间? (取g=10m/s2)20m/s,2s
课后练习与提高
1.气球以4m/s的速度匀速竖直上升,它上升到217m高处时,一重物由气球里掉落,则重物要经过多长时间才能落到地面?到达地面时的速度是多少? (不计空气阻力, g=10m/s2)。7.0s,66m/s
2.如图2-4-5所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少? (不计空气阻力, g=10m/s2). 2.75m
【设计意图】
户外活动中,孩子们手持自己叠好的飞机,兴高采烈的飞来飞去,“老师,我的飞机为什么会落下来?它要是能飞走该有多好啊!”雪汶意味深长的说,“是啊,我的飞机也会落下来?”孩子们讨论这同样的问题,围绕这一话题,我生成了一节关于《落体》的活动课,通过活动让幼儿探索“物体自由落下”的科学现象,在探索试验中,感受有趣的科学现象和对科学的兴趣。
【活动目标】
1、发现物体在空中会自由下落,不同物体下落速度不同。
2、了解“自由落体”的科学现象。
3、加强幼儿探索科学现象的兴趣。
【活动难重点】
1、重点:了解“自由落体”的科学现象
2、难点:不同物体下落的速度不同。
【活动准备】
1、可操作材料:羽毛、石子、绳子、铁制品、纸、小玩具、沙包、小纸盒等物品。
2、记录卡。
【活动过程】
1、开始部分:
谈话:小朋友们都问我一个问题:飞机为什么会落下来?今天老师就和小朋友们来研究一下这是为什么?
2、基础部分:
1)、游戏:“看谁扔的高”。为幼儿提供材料“猜一猜,试一试看看什么东西能扔的高?”幼儿操作。
(引出幼儿对物体下落现象的经验回忆,直到不管什么东西都会落到地上。)
2)讨论:什么物体先落下来?比较物体下落的速度。
a、你刚才扔了什么?它落下来的速度怎样?
b、再试一次,比较一下什么东西落地最快?
c、将自己的发现记录下来,和幼儿一起统计物体下落的情况。
3)、幼儿第二次探索,然后讨论:物体下落的速度与什么有关呢?
a、出示两个不同的物体(羽毛、石子),并把两个物体放在同一高度,让物体自由落下。
提问:你观察到了什么?
幼儿讨论,教师小结:物体的形状会改变下落的速度
b、出示两个相同的物体(铁制玩具、木制玩具),并把两个物体放在同一高度,让物体自由落下。
提问:你观察到了什么?哪一个重,哪一个轻?
幼儿讨论,教师小结:物体的材料会影响下落的速度。
让幼儿进行对比操作后记录。幼儿自由选择不同的物体进行比较,观察两种物体下落的速度有什么不同?
集体讨论后,教师小结:在同一个高度,物体下落的速度跟物体的重量、材质有联系,重量越大,下落速度越快。
3、结束部分
讲述故事:《苹果为什么会落地?》
小结:由于地心引力,当我们把一件物体跑到空中时都会受到地心引力的作用掉到地上。
【活动延伸】
游戏:小小降落伞。
户外活动中,进一步加深对落体的认识。
【活动反思】
这一次活动是从孩子的生活生成的,因为是他们感兴趣的问题,所以孩子们在活动的过程中也就分外的投入。每一个孩子都急不可待的去试一试,都急于将自己的发现告诉别人,孩子们讨论的气氛十分激烈,还发生了有趣的争执。整个活动,我都以引导孩子发现为主,通过探索和学习发现内在的秘密,获得原理。过程中,不对孩子的发现妄加评论,不轻易否定孩子错误的结论,而是让孩子用自己的眼睛去发现,去分析,获得知识。
任何教育活动都不可能是十全十美的,总会存在或多或少的缺点,我执教这节活动课时,孩子在第一次进行纪录时,所用时间较长,应分组进行纪录。另外,要多注重孩子们之间的合作,在教学实践中,还要多运用先进的理念知道自己的教学,本着“以儿童发展为主”,不断丰富创新和发展自己的教学方法。
一、学习目标
通过重现重大发现的历史过程,亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验,学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。
二、学习过程
(一)、绵延两千年的错误
亚里士多德的观点:物体越重,下落越快.
交流与讨论:为什么会有错误的认识呢?
(二)、逻辑的力量
伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?
(三)、猜想与假说
(四)、实验验证
阅读:伽利略斜面实验的情况
讨论与交流:感受伽利略的探究过程,体会其科学方法
设计实验:研究初速度为零的匀加速直线运动的位移和时间的关系,并设计表格记录实验数据.
(五)、伽利略的科学方法
三、反思总结
伽利略的科学方法。
①问题的提出。
②提出假设,逻辑推理。
③利用数学和逻辑进行推理,然后实验验证。
④对假说进行修正和推广。
四.当堂检测
1.某物体从某一较高处自由下落,第1s内的位移是_______m,第2s末的速度是______m/s,前3s 内的平均速度是_________m/s(g取10m/s2)。5,20,15
2.小球做自由落体运动,它在前ns内通过的位移与前(n+1)s内通过的位移之比是_____________。n2/(n+1)2
3.一物体从高处A点自由下落,经B点到达C点,已知B点的速度是C点速度的3/4,BC间距离是7m,则AC间距离是__________m(g取10m/s2)。16
4.一物体从高H处自由下落,当其下落x时,物体的速度恰好是着地时速度的一半,由它下落的位移x=__________H/4
5.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( B )
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大
C.g值在地球上任何地方都一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
6.一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( C )
A.铁钉比棉花团重
B.铁钉比棉花团密度大
C.棉花团的加速度比重力加速度小得多
D.铁钉的重力加速度比棉花团的大
7.甲物体的重力是乙物体重力的3倍,它们从同一高度处同时自由下落,由下列说法正确的是(C)
A.甲比乙先着地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地
D.无法确定谁先着地
8.自由下落的物体,自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是(D)
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.( +1):1
9.自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( B )
10.一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间? (取g=10m/s2)20m/s,2s
课后练习与提高
1.气球以4m/s的速度匀速竖直上升,它上升到217m高处时,一重物由气球里掉落,则重物要经过多长时间才能落到地面?到达地面时的速度是多少? (不计空气阻力, g=10m/s2)。7.0s,66m/s
2.如图2-4-5所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少? (不计空气阻力, g=10m/s2). 2.75m
题:自由落体运动
教学目的:1.理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2.理解什么是自由落体运动的加速度,知道它的方向,知道在地球上不同地方重力加速度大小不同。
3.掌握自由落体运动的规律。
重 点:自由落体运动的特点
新课教学:
让学生先自学后提出问题
1. 人们通常是怎样看待自由落体运动的?
物体下落的快慢是由它们的重量的大小决定,重的物体下落快,轻的物体下落慢,(可以通过演示纸片和粉笔头来加以说明)。
这种看法正确么?错在什么地方?(轻的物体受到的阻力大,重的物体受到的阻力小上述说法不正确)。
2. 在没有空气阻力的空间物体下落的快慢如何呢?
演示:⑴.粉笔头和小纸团下落
⑵.牛顿管(也叫钱毛管)
实验说明了什么?(不同物体下落快慢相同)
结论:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
强调:⑴.这种运动发生在真空中。
⑵.若空气阻力很小,可忽略时,也可看作自由落体运动。
3. 自由落体运动是一个什么性质的运动呢?
回顾前面所学知识,怎样判断一个运动是否是匀变速运动呢?(△S=常数)
下面分析课本上的闪光照片
⑴.测出小球的位置坐标X
⑵.计算出相邻两个小球间的距离S
⑶.计算出相邻相等时间内的位移之差△S
比较各个△S可见都接近于2,若忽略误差,可见△S相等,等于常数.即自由落体运动是一个匀变速运动.
由于初速度为零,所以自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
4.自由落体加速度大小、方向。
不同物体在同一地点,从同一高度同时自由下落,同时到达地面。由S=可知,加速度大小相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度的方向总是竖直向下的。
大小:不同地方数值不同。如课本表格所示,由表中可见,重力加速度g随纬度的升高而增大。
通常计算时:g=9.8m/s2
粗略计算时:g=10m/s2
5.自由落体运动的规律
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以其规律都适用于自由落体运动,就是把a变成g,其公式如下:
Vt=gt
S=
Vt2=2gs
练习:一个物体从h高处自由下落,经过最后196m所用的时间是4秒,若不计空气阻力,求物体下落的总时间和下落的高度h.
解法一:由A到C自由落体运动h= (1)
由A到B也是自由落体 h-h'= g(t-t')2 (2)
(1)-(2)式得
h'=gtt'-
t= = =7(s)
h= = =240(m)
解法二:v =v 设总时间为t
可求得t-2秒时的速度
v=g(t-2)=
t= +2= +2=7(s)
h= = =240(m)
作 业:练习八 1-4题.
一、教学目标
1、知识与技能
(1)认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
(2)能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
(3)知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
(4)掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。
(5)初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。
2、过程与方法
(1)会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
(2)会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。
3、情感态度与价值观
(1)通过指导学生探究,调动学生积极参与讨论,培养学生学习物理的浓厚兴趣。
(2)渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。
(3)培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
二、教学重难点
重点:1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2.掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
难点:理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
三、教学过程
1、新课导入
这一环节采用游戏导入,教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”(在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间)。
师:一般情况下,刻度尺是用来测量什么物理量的?
生:测量物体长度的!
师:大家看到我手里的这把尺子了没有?我这把尺子跟普通尺子是不一样,有特殊的功能,它可以测量出你的反应时间。不信?我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师:相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢?是根据什么原理呢?我可以告诉大家,尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师:像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物,如果把线剪断,它就在重力的作用下,沿着竖直方向下落。从手中释放的石块,在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师:不同的物体下落快慢是否一样呢?物体下落的快慢由哪些量决定?请大家结合日常生活经验回答问题。
生:不同物体下落快慢应该是不一样的,下落快慢应该是由质量决定,质量大的下落快,质量小的下落快慢。
师:这位同学回答得对不对呢?大家看我来做几个实验。
演示实验
(1)将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放,结果金属片先着地。教师不发表意见,继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
(2)将刚才的纸片紧紧捏成一团,再次与硬币同时释放,结果两者几乎同时落地。
(3)将两个完全一样的纸片,一个捏成团,一个平展,则纸团下落快。
师:物体下落快慢是由质量决定吗?
生:不是的!
师:为什么这样说?
生:第2个实验和第三实验都说明了这个问题,特别是第3个问题,质量一样却下落有快慢之分。
师:那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢?
生:我想应该是空气阻力。
猜想
师:如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力,那么在没有空气阻力,物体的下落快慢应该是一样的,这种猜想是不是正确呢?我们来做一个实验验证一下。
验证—牛顿管实验
师:刚才的实验现象验证了我们的猜想,在没有空气阻力即物体只受重力的情况下,所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师: 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放,它们同时落在月球表面,这是通过电视转播过的。
2、新授环节
(1)自由落体运动
师:物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落,它的受力情况有什么特点?
生:没有空气阻力,则物体只受重力。
师:很好!物理学中把这种只受重力作用,由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动:在只受重力的情况下,由静止开始下落的运动。
师:我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗?
生:肯定不是,因为在地球表面大气层内,没有空气的情况是不存在的。
师:说得很好!在我们的日常生活环境下,自由落体运动是不存在的,只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件:一般情况下,密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
(2)自由落体运动的运动规律
师:做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢?速度随时间是如何变化的?位移随时间又是如何变化的,我们该如何来研究它的运动规律呢?
生:利用打点计时器。先选择一个物体,这个物体必须密度大,实心,体积不要太大,这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师:请同学们自己设计并进行实验,将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
师:实验结论是什么?
生:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师:如何得出这个结论?
生:根据实验得到的纸带,我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律
来验证纸带,结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师:回答得非常正确!自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,这个结论我们要牢记。
师:那再计算一下自由落体的加速度大小是多少?方向如何?
生:我所算得的结果在9.4左右,方向是竖直向下,因为物体是竖直向下匀加速的,所以加速度方向应该与速度方向相同,竖直向下。
师:其他同学的结果呢?
生:我的也差不多。
关键点提问
师:大家用的是质量不同的重锤做的实验,为什么求出来的加速度结果差不多呢?
生:虽然重锤质量不同,但由于空气阻力影响较小,均可以近似成自由落体运动,而我们已经知道:所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。
总结归纳重力加速度
师:同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度,用g表示。精确的实验发现,在地球上不同的地方,g的大小是不同的:
1、纬度越高,g越来越大;
2、同一纬度,高度越大,g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果没有特殊说明,都按9.8m/s2计算。
3、巩固练习
例1、下列说法正确的是(BD)
A. 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
B. 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
C. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,不能看成自由落体运动。
D. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,因为阻力与重力相比可以忽略,所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是(A)
A. g是标量,有大小无方向。
B. 地面不同地方g不同,但相差不大。
C. 在同一地点,一切物体的自由落体加速度一样。
D. 在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、AB两物体质量之比是1:2,体积之比是4:1,同时从同一高度自由落下,求下落的时间之比,下落过程中加速度之比。
解:因为都是自由落体运动,高度一样,所以下落时间一样,1:1;下落过程加速度也一样都是g,1:1
例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
1、经过多长时间落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
整体设计
自由落体运动是一种理想化模型,在高中物理教学中具有特殊的地位.在知识上它是匀变速直线运动的一个特例,在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法.在整个必修一教学的安排上,匀变速运动的教学重点在于规律的应用,自由落体运动的新课教学则要向学生介绍用现代先进教学仪器研究自由落体运动的规律特征,有利于学生站在一个现代新科技的角度观望历史人物对自由落体的研究,体会近代物理的先驱伽利略是如何进行研究的——这是向高中学生首次介绍伽利略的物理学研究方法的教育,它在整个高中物理教学中具有特殊重要的意义.
本课程的教学设计要解决两个问题,一是怎样引入课题和分析论证课题;二是介绍自由落体运动规律以及用打点计时器实验时的注意事项.这两个问题是统一的,前者是教学的组织,即课程进展的形式;后者是课题内容本身,这两者的结合便是本课的教学任务.
教学重点
自由落体运动的规律.
教学难点
自由落体运动规律的得出.
课时安排
1课时
三维目标
知识与技能
1.理解自由落体运动的条件和性质,掌握重力加速度的概念;
2.掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题
过程与方法
1.培养学生的观察能力和逻辑推理能力;
2.进行科学态度和科学方法教育,了解研究自然规律的科学方法,培养探求知识的能力;
3.通过对自由落体运动规律的应用,提高学生的解题能力.
情感态度与价值观
1.充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验,让学生积极参与课堂活动,设疑、解疑、探求规律,做到师生默契配合、情理交融,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态.
2.利用课后的`阅读材料,介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究,使学生体会到科学探索的艰辛,挖掘德育教育的素材.
课前准备
木架、小球、细线、牛顿管、硬币、羽毛、纸片(多张)
教学过程
导入新课
情景导入
教师两手分别拿一小球和纸片,从相同的高度释放两物体.提出问题:小球和纸片谁先落地呢?这说明什么问题呢?是不是说重的物体比轻的物体落地比较快呢?我们这节课就来研究这个问题.
故事导入
一位普通的妈妈,身体纤弱,轻声细语,几乎不爱好任何的体育运动.
一天,她出门去买东西,孩子和保姆留在家里.保姆拉过一张桌子放在窗户前,让孩子自己趴在桌子上玩,自顾自地做其他事情去了.
当妈妈的身影在远方出现的时候,孩子兴奋地手舞足蹈起来,他伸出小手想去拥抱那个熟悉的身影,大半个身体顿时悬在半空中.
孩子不会理解自己身处的险境,希望妈妈立刻把他抱进怀里.于是,五楼的窗口上,小男孩变得像小鸟一样轻盈,他张着翅膀向着妈妈飞过去.周围的人们都目睹了这一幕:远处的妈妈只感觉自己变成了一支箭飞快地奔向一栋大楼,然后准确地接住了从楼上掉下来的一个小男孩.
闻讯赶来的消防队员对这一幕的发生简直难以置信,按照他们的计算,用那么短的时间从女人当时所处的位置跑到楼下是不可思议的,连最优秀的消防员也无法达到那样的速度.
你能根据当时的情景测出这位伟大母亲的奔跑速度吗?需要知道哪些物理量呢?
复习导入
复习旧知:1.匀变速直线运动的规律
2.推论①vt2=v02+2as;② = = ;③v0=0
s1∶s2∶s3=1∶4∶9 sⅠ∶sⅡ∶sⅢ=1∶3∶5
我们今天应用这些知识研究一种常见的运动——自由落体运动.
演示:硬币和纸片分别从同一高度由静止开始同时下落,观察下落速度,从表面上看得到结论:“物体越重,下落得越快”.是这样吗?
推进新课
一、自由落体运动
在现实生活中,不同物体的下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗?
教师设疑:重的物体一定下落得快吗?你能否证明自己的观点?
猜想:物体下落过程的运动情况与哪些因素有关,质量大的物体下落速度比质量小的┛炻穑开
合作探究
取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片,把其中一张纸片揉成纸团,在下述几种情况下,都让它们从同一高度自由下落,观察下落快慢情况.
1.从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片,可以看到硬币比纸片下落得快,说明质量大的下落得快.
2.两张完全相同的纸片,将其中一张卷紧后从同一高度同时释放,观察到卷紧的纸团比纸片下落得快,说明质量相同时体积小的下落得快.
3.将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放,观察到一样快,说明体积相同质量不同时下落一样快.
4.一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞,分别放到已调平的托盘天平的两个盘中,可以看出纸板比软木塞重,从同一高度同时释放它们,软木塞比纸板下落得快,说明在特定的条件下,质量小的物体下落得会比质量大的物体还快.
结论:物体下落过程的快慢与物体质量(轻重)无关.
一、说教材
(一)教材分析
1、本章教材简析
本章讲述运动学的一些基础知识,主要内容是匀速直线运动和匀变速直线运动的基本规律。这些内容是进一步学习动力学知识和研究比较复杂的运动规律的基础。
2、自由落体这一节教材分析
自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动,同时自由落体运动是一种简单基本的运动形式,这一节有承上启下的作用,承上,可强化学生对匀变速直线运动规律的认识;启下,为以后学习抛体运动(例如上抛运动、平抛运动等)打下基础。
教材先是通过生活中常见现象提出落体运动的运动情况,然后通过实验对现象进行定量探究分析,研究落体运动的规律,进而得出科学结论。
(二)、教学目标要求、重点和难点
目标要求:
1、认知目标
(1)、了解什么是自由落体运动
(2)、自由落体运动产生的条件
(3)、认识自由落体运动的特点
(4)、掌握自由落体运动的规律
2、能力目标
通过观察演示实验,概括出自由落体运动的规律,从而培养学生的观察问题,概括问题,分析问题及推理归纳能力。
3、德育和情感目标
掊养学会认识事物时善于抓主要矛盾,让学生掌握知识的同时,了解物理发展史,学习伽利略的科学方法和刻苦钻研的精神,体会研究物理问题的方法,通过实验加强师生互动和培养同学间的团结协作的精神,对学生进行科学素质和科学态度等方面的教育。
重点和难点:
1、重点是使学生掌握自由落体运动的条件和规律
2、难点是演示实验的技巧把握和规律的得出
二、说教法
1、关于教学方法
鉴于当前教学现状,很多学生受应试教育影响,只注重知识本身,而忽视主动探求知识能力的培养,为全面提高学生科学素质,我将采用实验启法式和问题讨论式教学方法来实现各项教学目标,可采用“提出问题 实验探究 分析讨论 理论推导 归纳概括”的教学思路。
2、关于演示实验
实验的目的是让学生建立伽利略关于落体运动的正确观点,而实际实验时有很多实验现象符合亚里士多德的错误观点,这些实验要做,不能回避,因为真理是不怕考验的,这样可培养学生实事求是的态度,培养学生观察事物一定要全面,抓主要矛盾,透过现象看本质,并且培养归纳总结科学规律的能力。
三、学法
这一节就知识本身而言很简单,学生易掌握,我觉得这一节最重要的是在对各种情况的落体运动过程表现出不同现象的研究中掌握物理学的分析问题和解决问题的方法,培养学生形成良好的学习习惯和正确的学习方法。
四、教学过程
第一步:提出问题,引入新课
列举几个常见落体运动的生活实例,并介绍亚里士多德(前384—前322年),古希腊斯吉塔拉人,是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家和伽利略(1564~1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家对落体运动的不同看法,引起学生的兴趣和讨论。
第二步:实验验证,观察现象
[演示1] 一张纸片和一小硬币从同一高度落地,硬币先落地
说明亚里士多的观点也是有实验基础的,并非凭空想象,从而培养学生实事求是的态度。
[演示2] 一张纸片和一张同样的纸片拧城的纸团从同一高度落地,纸团先落地
[演示3] 把上面第二个实验中,纸片拧成的纸团,再与硬币做实验,发现两物基本同时下落。
说明物体重量不变或变小有时下落会变快,亚里士多德观点出现破绽,培养学生探研问题的兴趣和决心。
[演示4]观察空气中的金属片、纸片下落运动和玻璃管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。
综上分析,定性、粗略实验有时不能说明和解决实质问题,须有精确定量的实验和对实验的全面归纳分析总结,从而使学生养成分析问题要全面,尊重事实和客观规律的科学态度,并养成勤思考,好探索的习惯。
第三步:定量分析,得出结论
利用打点计时器做纸带实验,让学生根据以前做过的“研究物体匀加速直线运动”的实验,分组定量测定,分析出落体运动的规律。
第四步:对比分析,总结规律
自由落体运动的条件:(1)初速度为零 (2)只受重力
自由落体的运动规律:是初速度为零,加速度大小为g的匀加速直线运动。
自由落体加速度g的特点:在同一地点g的值不变;通常:g=9.8m/s2或10 m/s2, 方向竖直向下。
第五步:反馈练习,巩固知识
(题目略)
第六步:学以致用,深化主题
课外实验:1、一个秒表、一个小球,并且知道本地的重力加速度是9.8m/s2, 用以上器材测量教学楼1-3楼的高度。
2、P 48测量反应时间。
第七步:本节小结
各位评委,各位同学
大家下午好!
今天我将要为大家说课的课题是《探究自由落体运动》。
下面,我将从说教材、说教法学法以及说教学过程三个方面阐述我的说课。
一、首先是:说教材:
1、分析教材:《探究自由落体运动》是高中粤教版必修一第二章第一节的内容。本章内容是在学生学习了运动学的基本概念(如位移、时间、速度、匀速运动、加速度等)知识后编排的。
自由落体运动作为匀变速直线运动的一种特例,在日常生活中比较常见,具有重要的研究价值。历史上曾经有很多科学家研究过落体运动,其中亚里士多德、伽利略等对落体运动的研究,对物理学的发展起到了非常重要的推动作用。在学习过程中通过向学生介绍相关的物理学史,可以让学生受到科学精神、科学方法的熏陶。通过探究自由落体运动,不仅可以激发学生的学习欲望,而且可以培养学生的分析和概括能力。自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,我们在后面的内容中将从特殊到普通,推广到探究一般的匀变速直线运动及其运动规律。因此本节课具有承上启下的作用。(本章通过对落体运动的研究,去探索匀变速直线运动的规律,为研究复杂的运动规律打下基础。)
(学情分析:对于自由落体运动,学生有一定感性和模糊的体会,但理解自由落体运动概念,对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面,首先是物理语言的误导,使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次是生活中的落体运动与自由落体运动的区别──现实与理想的差异。在知识方面,学生有匀速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础,完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,养成动手与合作能力,生成学生通过现象看本质的物理意识。)
2、教学目标:从前面对教材的分析,我把教学目标设定如下
首先是知识与技能方面:
(1)认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动。
(2)能用打点计时器得到相关的运动轨迹,并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。
(3)初步了解探索自然规律的科学方法,培养学生的观察、概括能力。
然后是过程与方法:通过对落体运动的实验探究,初步学习使用控制变量法。
在情感态度价值观方面
(1)通过实验探究落体运动的规律,激发学习兴趣,增强求知的欲望。
(2)调动学生积极参与讨论的'兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。
(3)渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体。
(4)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
(5)培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
3、重点、难点:对于自由落体运动,学生有一定感性和模糊的体会,但理解自由落体运动概念,对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面,首先是物理语言的误导,使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次是生活中的落体运动与自由落体运动的区别──现实与理想的差异。所以本节课的重点是让学生明白什么是自由落体运动,及产生自由落体运动的条件和实质。本节课的难点我认为应是对物体下落快慢与物体轻、重无关的理解。
为了突破这个难点我是用实验激发学生进一步研究落体运动的兴趣,且是安排学生分组实验,让学生都能体验实验过程,获得成功体验。在下面的教学过程中会详细提及。
二、然后是教法、学法:
基于学生对于自由落体运动运动概念的理解有一定的困难,而在知识方面,学生有匀速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础,完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,养成动手与合作能力,生成学生通过现象看本质的物理意识。)
教法拟采用探究式综合教学法。具体说就是,创设问题情境→提出问题→猜想与假设→分析与推理(设计实验→进行实验)→总结归纳。让发现问题、解决问题贯穿课堂教学的全过程。
对学生来说,主要是启发主动参与、善于思考、乐于探究、勤于动手,注重搜集和处理信息,不仅要注重知识的结论,而且要经历知识的发现过程,领悟科学思想方法,提高科学素养。
三、说教学过程:
(一)引入新课
人们说,历史上有3个改变世界的苹果,一个诱惑了夏娃,开启了人们的欲望与智慧的大门,一个砸醒了牛顿,一个握在乔布斯手中。苹果的下落是一件司空见惯的事,可是苹果为什么会落地而不是飘荡在空中?它在下落过程中是怎样运动的?我们在这一节课讲围绕这些问题进行学习。
(二)进行新课
1、录像演示:
a.石头从空中落下
b.重力使屋檐下的雨滴下落
c.树叶从树上竖直飘落
教师引问:观察并指出以上物理情景中物体相似的运动特点。
学生活动:观察,思考,总结
教师活动:教师在学生表述的基础上总结:画面中的物体都是从高处落到地处,这类下落的运动称为落体运动,这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。设计说明:从生活中构建物理情景或模型,以培养学生在生活中联系物理知识的好习惯。
2、关于落体运动的进一步思考
A.提出问题
落体运动的快慢与什么因素有关?(可以用观看赛跑的生活情景来说明我们研究物体运动往往首先关心的是物体运动的快慢,从而直接引入该问题)
(1)提示学生想象生活中经常见到的落体运动(或具体举例)。
提出疑问:以经验来看是否重的物体一定下落得快?
(2)直接经验:重的物体下落快——也是历史上亚里士多德认可的观点(简介亚里士多德)。学生小组内相互交流对落体运动快慢的经验感受。设计说明:此环节将对落体运动的研究落实在其运动的快慢上,直接问“是否重的物体一定下落得快”是为了更易进入主题
B.引导学生从亚里士多德的观点进行逻辑推理,得出矛盾。
(1.观点——物体从空中下落的快慢与物体质量有关。重的物体下落得快。
2.结论
【结论1】如果把石头和树叶捆在一起,其下落的速度应该比其中任一物体下落的速度快。
【结论2】如果把石头和树叶捆在一起,独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头,最终其下落的速度应该比石头独自下落的速度慢。
显然,这两个结论是“自相矛盾”的。)设计说明:相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼,也是激发学生进一步学习的手段,学生进行逻辑推理,可相互讨论,然后小组代表举手发言,其余倾听、思考。逻辑推理为后面的研究指明了方向,使学生明确下一步要解决的问题。
C.组织学生进行实验探究
(1)教师引导学生设计实验,分别用一枚硬币(一元的效果不错)、两枚和硬币大小面积相同的硬纸片、一枚粘有硬纸片的硬币、一粒小塑料球,一团棉花(质量要比小塑料球的大)来比较轻重不同或相同的物体下落快慢。
①.一枚硬币与一枚与硬币面积相同的纸片等高同时下落,比较下落快慢。
②.一枚硬币与一枚粘有面积相同的纸片的硬币等高同时下落,比较下落快慢
③.将一枚硬纸片团成团,与另一枚大小面积相同的硬纸片等高同时下落,比较下落快慢。
④.一粒小塑料球与一大团棉花等高同时下落,比较下落快慢。设计说明:学生实验过程中教师在各个小组间巡视,收集学生实验过程中会出现的问题,引导学生在实验操作时如何创设实验条件(如怎样保证等高同时释放等);启发学生注意总结实验现象中两物体下落快慢与物体轻重进行关联比较。学生准备材料:硬币、纸片。课前要求学生准备材料时并没有告知学生具体用途,学生对此充满好奇,这也从一个侧面调动了学生的学习兴趣。
(2)学生进行实验与探究,小组成员分工进行实验操作、观察记录,在实验现象的基础上进行分析、讨论,得出本小组的结论。
结论一般有三种情况:
a.重的物体下落快;
b.轻重不同而下落快慢相同;
c.轻重相同而下落快慢不同。
考虑到如果能有与直觉经验完全相反的现象出现,学生的认识会更明确,故增加了“一粒小塑料球与一大团棉花下落快慢比较”的实验设计,体现“轻的物体可以比重的物体下落快”。
(3)分析小节
(a)选小组代表描述所观察的实验情景及小组的讨论。
(b)在学生探究的基础上教师讲解,引导学生明确:实验结果显示出物体下落快慢与其质量没有必然联系。设计说明:教学的重心应放在精心准备的语言讲解上,归纳、认识、分析、发现。作出科学猜想,然后验证猜想,对学生进行科学方法教育,强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解。此处由学生做结论时可以的,但学生的结论不应是最后结论,最后结论应是教师给出的,以加深学生的认识。
4.进一步探究影响物体下落快慢的因素
(1)引问:既然物体下落快慢与其质量没有必然联系,实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。
(2)猜想:影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗?
教师演示实验,验证猜想:毛钱管实验。(可考虑用电脑课件,老师同步讲解。)
(3)引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生在教师的引导下可以从实验中得出结论:物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时,物体下落过程中运动快慢与质量无关。
通过毛钱管实验使学生认识:
(1)探究现象背后的实质原因必须考虑或排除外界因素干扰。
(2)科学实验是科学探究的有效方法。
5.自由落体运动的概念
(1).概念引入
引问:由于落体运动受到空气阻力影响,要想研究落体运动就必须排除空气阻力,那么,如果物体在下落过程中忽略空气阻力,物体的受力有什么特征。
学生以原有的力学基础可以很快答出:忽略空气阻力,则物体只受重力作用。
(2).自由落体运动
物体仅在重力作用下,从静止(即初速度为零)开始竖直下落的运动,叫做自由落体运动。学生思考,联想,答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动,实际生活中物体受到空气阻力,但一般重力大于空气阻力。
6.学生自主实验探究自由落体
(1).引问:若要研究某种运动规律,我们可以采用怎样的方法和器材?
学会回顾前面学习匀变速直线运动的体验,可想到:利用打点计时器采用示踪(轨迹记录)法研究。
(2)组织学生分组实验:利用打点计时器记录重物的下落过程。(提醒学生操作注意事项)
(3)引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析:
A.轨迹——直线方向——竖直向下
B.变速——速度越来越大——比较相等时间内发生的位移。
小组实验、操作、记录、思考、交流讨论,(可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理,重点强调任意两个相邻点(无论匀速或变速)的等时性。)
7.引导思考讨论
引导学生认识到研究运动规律的方法之一为寻找位移与时间的关系,故可以想到做s-t图象,分析推测自由落体运动规律。
基于本实验的特点,不容易确定起始点,故不方便准确测出s,从而给s-t图象的得出带来一定难度,这一点可在下一节课探究自由落体运动规律时解决。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
设计说明:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
附:板书设计:
第一节探究自由落体运动
一.物体下落的快慢与什么有关?
1.亚里士多德:物体越重下落得越快
2.伽利略:物体下落快慢与质量无关
二.自由落体运动:物体只受重力,从静止开始下落的运动。
三.记录自由落体运动轨迹。
1.打点计时器的使用
2.速度方向不变,有加速度
一、教学目的:
1、通过观察现象,了解分析物理规律的方法。
2、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
3、理解什么是自由落体加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
4、掌握自由落体运动的规律。
二、器材及方法:
1、器材:两张大小不同的小纸片;粉笔头;乒乓球;一个小钩码;牛顿管。
2、方法:通过小实验和逻辑推理启发式教学。
三、重点与难点:
不同物体下落的加速度都是重力加速度 。
四、教学过程:
(一)什么是自由落体运动:一个物体离地h高处,当把细绳剪断,物体就在重力的作用下沿着竖直方向下落,这种运动即为自由落体。
1、问题:不同的物体下落的快慢是否相同呢?
(1)实验讨论1:一张小纸片和一支粉笔头同时从同高处下落, 哪个先落地?(动手做)
①现象:粉笔先落地。
②感觉:重的物体先落地。
(2)实验讨论2:一个乒乓球和一个钩码同时从同高处下落,谁先落地?
①现象:钩码先落地。
②感觉:重的物体先落地。
(3)实验讨论3:把小纸片揉成团再重做实验讨论2 。
现象:两者差不多同时落地。
2、问题:物体下落的快慢是否由物体的重量有关?
首先我们来用一种巧妙的推理方法来进行推理:
(1)讨论:
①假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。
②而两块石头的总重量最大,它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何?(答:整体下落速度最快)。
③而如把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢;下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果如何?(答:两块石头的整体下落的速度应小于大石头的速度,而大于小石头的速度。)
④这与重的物体先落地的结论矛盾。
(2)实验:用牛顿管做实验,大家看到:真空管内的形状质量都不同的金属片、小张片当管直立过来时,它们同时到过管底。
(3)结论:说明它们下落的一样快。物体下落的快慢与它的重量无关!我们不能仅用生活中的感知去推究物理规律,而应深刻分析,抓隹矛盾的主要方面,由实验总结出本质的东西,得出物理规律。为什么会有这种结果呢?我们来看看自由落体运动的特点、
(二)自由落体运动的特点: 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
1、条件:
①物体只受重力作用。
②从静止开始下落。
2、运动性质:它是一种初速度为零的匀速直线运动。
3、运动规律: 因为物体只受重力,据 有: 如果在相同地区,不同的物体的重力加速度都相同,则它们的'运动速度和从同高度下落至地面的时间都相同,与物体的质量无关。那么,不同的物体的重力加速度是否相同呢?
(三)重力加速度。
1、重力加速度:物体只在重力作用下,自由下落的加速度。
2、实验:测重力加速度的方法。课本第51页图2—24中是一个小球从某高度自由下落时用频闪照相机(每隔相同时间照一张相片)从小球正面拍摄的,图中的多个小球是同一个小球在不同时刻的位置叠加的结果,从图中可读出相邻的时间里小球发生的位移。根据 (T为频闪照相机的拍摄时间),即可求出重力加速度 。
3、根据用不同的小球重复实验表明:同一地区,不同物体的重力加速度相同。
4、不同地区(纬度不同)物体的重力加速度略有不同。从书中表中可知:
①同一纬度地区重力加速度相同。
②纬度越高重力加速度越大。
③通常计算中,重力加速度取 ,粗略计算中取 。
(四)总结:
1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、不同物体的重力加速度在同地区相同,不同地区重力加速度与纬度有关。
3、自由落体运动的规律是 ,凡是初速度为零的匀加速直线运动的推论也适用于自由落体运动。
练习:
1、想测出一幢楼的高度,你用所学过的知识设计测量方案。
2、一个物体从塔顶自由下落,在到达地面前最后1秒内的位移是整个位 移的9/25,求塔高。
3、求一个物体自由下落,从下落时起,第隔1秒钟物体下落的高度之比。
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