教学目标1、知识目标:学习自由落体运动、理解自由落体加速度,掌握自由落体运动的规律。2、能力目标:培养学生在实验探索中进行研究性学习,体验学生间的交流合作。3、情感目标:让学生受到见义勇为的思想教育和集体观念教育。教学重点理解不同物体做自由落体运动的加速度都相同。教学难点从实验中得出自由落体运动的特点及其运动性质。教学方式讲解、演示、师生互动、对比归纳。教学仪器金属片,纸片;牛顿管,抽气机;重物,直尺。教学过程[引入课题]最美妈妈吴菊萍的故事:2011年7月2日下午1点半左右,杭州滨江区的闻涛社区的一处住宅小区内,两岁女孩突然从10楼高空坠落,眼看一出悲剧即将上演。刹那间,刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去,徒手抱接了一下女孩,自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是,由于她奋不顾身的这一接,女孩稚嫩的生命得救了。同样有着两岁儿子的吴菊萍之后被人们称为最美妈妈!多么惊险的一幕,吴菊萍这种舍己救人的精神确实值得大家学习,如果2岁小女孩是从半米高的位置落到大人手中,小女孩会毫发无损,而从10层楼高的位置落下来后,为什么造成如此严重的后果?吴菊萍从观察到动手接住小女孩,允许她反应的时间到底有多少?她又冒着多大的危险去接小女孩的呢?生活中有许多这种落体现象。为了研究问题的方便,我们今天只研究最简单、最理想的落体运动——自由落体运动。[新课教学]提问:大家看见过落体运动吗?树叶的下落;雨滴、雪花的下落;蹦极时,人的下落;工地上,从高处落下的砖头和瓦片;等等。提问:你们仔细观察过落体运动吗?演示实验:小石头和羽毛的下落。实验现象:小石头下落的比羽毛快。早在公元前4世纪,希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象,归纳出:物体越重,下落得越快。提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢?
同学们可以通过实验研究这个问题,桌上有金属片和纸片,利用它们设计小实验,做一做。对你看到的现象进行说明。请一位同学到前边来,介绍他设计的实验方案,动手做一做,其他同学注意观察思考。提问:你们看到了什么?这个现象又说明了什么?可见,重的物体不一定下落得快。显然也不是轻的物体下落得快。物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。16世纪末的伽利略,做了一个很有名的实验——斜塔实验(两个铁球同时落地),也就说明了这一点,另外他还有有一个很巧妙的推理:假设“重的物体下落得快”是正确的,那么大石头要比小石头下落得快了。把两块石头用绳拴在一起下落,大的就会被小的拖着减慢,整体比大的单独下落要慢。可是,两块石头加起来比那块大的还重,由此我们得出的结论是:重的物体下落得反而慢。而前提是上面的假设。可见,假设是错误的。提问:可是,在现实生活中我们观察到:物体确实下落得有快有慢。这是受什么因素的影响呢?在刚才的实验里,纸片变成纸团,从受力分析的角度得出,空气阻力的影响小了,受空气阻力的影响。提问:如果没有空气阻力的影响,也就是在一个没有空气的空间里,物体下落的图景是什么样子呢?演示实验:牛顿管实验在没有空气的空间里,演示金属片与羽毛的下落。在有少部分空气的空间里,演示金属片与羽毛的下落。在有大量空气的空间里,演示金属片与羽毛的下落。实验现象:(1)筒内没有空气时,金属片和羽毛下落的快慢相同。他们的运动情况是相同的。(2)筒内有空气后,金属片和羽毛下落的快慢就不同了。筒内没有空气时,物体只受重力,这种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。一、定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动要注意理解“自由”这两个字:只受重力、初速度为零。这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过,在有空气的空间里,如果空气阻力的影响很小,物体的下落也可以近似看作自由落体运动。实际物体的下落运动,受空气阻力,如果空气阻力的影响是次要因素,忽略次要因素,忽略空气得阻力,抓住主要因素,认为物体只受重力作用,由静止下落,这样物体的下落也可以近似看作自由落体运动。这种忽略次要因素,抓住主要因素的处理方法是物理学上常用的处理方法,称之为理想化方法。提问:在刚才的演示实验中:小石块的下落可不可以看成是自由落体运动呢?羽毛的下落可不可以看成是自由落体运动呢?
到此为止,我们对自由落体运动有了正确的认识:不同物体从同一高度做自由落体运动,它们的运动情况是相同的。可是,在历史上,从公元前4世纪的亚里士多德到16世纪末的伽利略,在漫长的时间里人们是在不断地认识落体运动的。亚里士多德是古希腊的圣人,恩格斯称他是最博学的人。他的著作很多,对西方的哲学和自然科学的发展都有很大的影响。限于当时科技发展的水平,他在物理方面的论述,今天看来很多是不恰当的。但是,在两千年前他能够通过观察、归纳,形成自己的一套理论体系,已经很不简单了。我们应该正确评价他在科学发展史上的地位。接下来,我们继续研究自由落体运动。提问:自由落体运动是什么性质的运动呢?演示实验:小球的下落实验现象:(1)从静止开始运动(2)运动得越来越快(3)轨迹是直线我们不难得出:自由落体运动是初速度为零的加速直线运动。提问:是初速度为零的匀加速直线运动吗?这个问题需要我们深入研究。在课堂上我们先来看一个摸拟实验——用频闪照片分析自由落体运动介绍频闪照相的原理。频闪照相是每隔相等的时间暴光一次,每暴光一次就把这一时刻物体所在的位置记录下来,从而可以知道物体在相等的时间间隔内物体的位移。出示一张频闪照相的数据,让同学们分组进行处理,让每组的中心发言人总结出实验结论。小结:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。二、性质是初速度为零的匀加速直线运动。提问:请同学们算一算,自由落体运动的加速度是多少?提出重力加速度的定义。三、自由落体加速度(1)定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,常用g表示。(2)方向:竖直向下下面列出了地球上不同纬度的地方重力加速度的值。地点纬度重力加速(m·s-2)特点赤道0°9.780广州23°06′9.788?武汉30°33′9.794?上海31°12′9.794?东京35°43′9.798?北京39°56′9.801?纽约40°40′9.803?莫斯科55°45′9.816?北极90°9.832小结:国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值:即g=9.8m/s2。
(3)大小:g=9.8m/s2,粗略的计算中,g=10m/s2。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,因此匀加速直线运动的规律,自由落体运动也适用,大家还记得匀加速直线运动的规律吗?速度规律Vt=V。+at位移规律S=V。t+at速度位移规律Vt2-v2。=2aS自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。因此:四、规律速度规律Vt=gt位移规律h=gt位移规律Vt2=2gh练习1:这是新余九中的教学楼,共有六层,如果从六楼释放一个小球,请你估算:从开始运动起,它在1s内、2s内、3s内下落的位移分别是多少?接下来轻松一下,做一个小游戏。这个小实验能检验人反应的灵敏程度。日常生活中,有时需要反应灵敏,对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此,当发现某种情况时,能及时采取相应行动,战胜对手,或避免危险。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。提问:你能根据我们今天学习的知识,设计一个小实验,测出你的反应时间吗?读一读(课本第38页)这段材料。提问:这个实验的原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。提出:可以跟踪检测自己的反应时间;检测不同人群的反应时间(性别、年龄、职业等)。研究采集到的数据,总结出反应时间跟哪些因素有关?等等。这就是一个研究性学习小课题,同学们可以在课外继续研究。练习2:小结:略今天我们学习的课本第二章第八节的内容,请同学们课后认真阅读课本上这一节的内容,并完成练习八的(1)至(4)。