人教版高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 教案

第一节探究自由落体运动教案2【课题】第一节探究自由落体运动【教学对象】高一的学生【教材】粤教版高中物理必修一第二章第一节【教学内容分析】本节主要内容是探究自由落体运动，是本章的重点内容，同时也是后面学习匀变速直线运动的基础。从亚里士多德和伽利略观点的冲突，经过实验探究，得出物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关，引出自由落体运动的概念。在通过记录自由落体运动轨迹，用打点计时器或频闪照片，从频闪照片中分析自由落体的规律，位移正比于时间的平方值。  教材在本节设计上有如下特点：  1．突出实验探究；  2．重视物理知识在生活中的实际应用。【学习者分析】  1．学生的知识基础：学生已经学习了位移、加速度、时间等描述运动的知识；  2．学生的认识特点：学生在生活中对于树叶飘落、雨滴下落等落体运动司空见惯，但不知道落体运动的快慢和位移的规律。【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在理想条件下的运动；  （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）知道什么自由落体的加速度；  （4）初步了解探索自然规律的科学方法。培养学生的观察、概况能力。  2．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）通过对落体运动的实验探究，初步学习使用控制变量法。  3．情感态度与价值观  （1）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力；   （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）通过实验，培养学生的合作精神。  （4）通过史实，培养学生学会质疑的科学素养。【教学重点】  探究自由落体运动的过程及自由落体运动的概念。【教学难点】  物体下落快慢与物体质量无关。【教学方法】  探究法、讨论法、讲授法【教学器材】  两张纸片、电火花打点计时器、直尺、两条纸带、勾码、铁夹、牛顿管等。【教学过程设计】一、实验要求师：同学们，这是你们第一次来物理实验室做实验，我提几点要求：1.来到实验室，不要大声喧哗；2.没有让你们做实验之前，不要动桌面上的仪器，以免损坏，坏了就做不了啦；3.检查桌面上的仪器齐不齐全，有没有打点计时器？是什么打点计时器？工作电压是多少？有没有直尺、两条纸带、勾码、铁夹子、铁架台？生：电火花打点计时器，220V交流电压二、引入新课师：同学们，秋天是个美丽的季节，落叶飘零，熟透的苹果会从树上掉落下来，这些有什么共同的特点？ 生：从高的地方落到低的地方，从静止开始。师：没错，像落叶那样由静止开始从高处落到地处的运动就叫做落体运动。（板书：落体运动）你们还见过有哪些落体运动呀？生：雪花飘落，雨滴下落，跳伞……三、进行新课1、亚里士多德的观点师：那好，你们生活中见到的，是重的物体下落得快还是轻的物体下落得快？生：重的物体下落得快师：早在2000多年前，古希腊著名学者亚里士多德就提出重的物体下落得快的观点。（板书：亚氏：物体越重，下落越快）同学们知道哈佛大学的校训是什么吗？生：与柏拉图为友，与亚里士多德为友，更重要的是，与真理为友。2、实验验证师：没错，说明亚里士多德在西方人心目中是很有分量的。那么，真的是重的物体下落得快吗？我们用实验来验证一下。（拿出两张白纸）这是两张几乎一样的白纸（重叠），表面积一样，质量也一样。现在我把其中一张白纸撕下一半，揉成一个纸团，纸团和纸片哪个比较重？（纸片）哪个的表面积比较小？（纸团，它受到的空气阻力也比较小）让这个纸团和另一张纸从同一高度同时下落，注意看它们是怎么样下落的？哪个下落得比较快？生：纸团比较快，（是直线下落吗？）纸团是，纸片是飘下去的。师：说明了什么？（轻的、表面积小的物体下落得快）师：很好，现在让纸团和铁夹子从同一高度同时下落，哪个比较重?表面积都比较小。生：同时落地。 师：轻重不一样的但是表面积都比较小的物体下落的一样快，说明亚里士多德的观点不完全正确。其实我们刚才做的实验早在1590年就有人做过了，是谁？他是怎么做的？生：伽利略，他在比萨斜塔上用1磅的铁球和10磅的铁球同时下落，发现他们同时落地。师：没错，伽利略的比萨斜塔实验推翻了人们信奉了两千年的观点，伽利略很牛的，他是意大利著名的物理学家、天文学家和哲学家，用实验来研究科学就是他首创的，他在1609年发明了天文望远镜，他的成就还有很多很多，有兴趣的同学可以去了解一下。3、牛顿管实验师：我们刚才看到的是纸片是飘落下去的，为什么？（有空气阻力）那如果把空气阻力消除掉又会是怎么样呢？下面我们来做牛顿管实验（拿出牛顿管），这个就是牛顿管，玻璃管的一端装有阀门，里面有两个小宝贝，前面的同学告诉大家是什么小宝贝？（一个金属片和染红的羽毛）哪个比较重？（金属片）现在牛顿管理面充满空气的，看看哪个下落得快？（走下去演示几次，金属片比羽毛快很多）现在把里面的空气抽掉，请一位同学上来做做。师：这就是用来抽水的抽水泵，我们现在抽的是空气，不是水，把橡皮管插好，开始抽气，把手放在这里，有什么感觉？（有气体出来，越来越少）几乎没什么空气出来的时候，就抽得差不多啦，行啦，关上阀门。当然，由于技术的原因，不可能把里面的空气完全抽光。好，现在是在几乎真空中金属片和羽毛同时下落，看看哪个下落得比较快。（同时落地）师：在几乎没有空气的情况下，轻重不同的两个物体同时落地，说明影响物体下落快慢的原因就是——空气阻力。（板书：影响下落快慢：空气阻力）消除了空气阻力，物体就只受重力，而且是从静止开始下落，这样的运动就叫做自由落体运动。它有哪两个条件？（板书：自由落体条件：①只受重力作用②从静止开始下落（）演示：手中自由释放粉笔、下抛、上抛、斜抛、平抛粉笔，让学生判断哪个是自由落体运动，强调自由落体运动的条件。4、学生探究实验 师：同学们，我们要研究自由落体运动，就要知道物体下落的……生：位移、速度、时间师：要记录物体运动的位移和时间，就要用……生：打点计时器师：好，同学生桌面上有两条纸带，可以打多少次？（4次，两面都可以打）我们不用那么长的纸带，一半就够了，这样就可以打8次。把纸带穿过限位孔，用手固定住打点计时器，平方还是竖放？（竖放）为什么?（纸带竖直下落，减小空气阻力）。用绳子挂住勾码，再用铁夹夹在纸带下端，用手捏住纸带的上端，保持纸带竖直，松手，让纸带自由下落。【板书设计】        第一节探究自由落体运动一、小游戏：测反应时间二、落体运动的思考亚里斯多德：物体越重，下落越快。伽利略：物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。自由落体运动：物体仅在重力的作用下，从静止开始下落的运动。影响落体运动的因素：空气阻力三、记录自由落体运动轨迹1、速度方向不变，有加速度2、s正比于时间的平方，相邻相等时间间隔位移差为常数。