2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 教案

高中必修1自由落体运动优质课教案设计  导语：什么是自由落体运动，明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。以下是品才网小编整理的高中必修1自由落体运动优质课教案设计，欢迎阅读参考！   高中必修1自由落体运动优质课教案设计一、教材分析   自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。   本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度g。由于学生受日常经验的影响，对重的物体下落快，轻的物体下落慢的印象很深，所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发，通过实验逐步提出问题(设疑)，让学生自己探究(解疑)，得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。   本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。 二、教学目标 1、知识与能力   (1)理解自由落体运动，理解是重力加速度， (2)掌握自由落体运动的规律，   (3)培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。 2、过程与方法   通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。 3、情感态度和世界观   感受前人(亚里士多德)崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。   先通过观察生活中的一些现象和提出亚里士多德的理论和设疑“重物体比轻物体下落快吗?”，让学生通过分组实验及演示实验(牛顿管)解疑，理解什么是自由落体运动，明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。接着引导学生探究“自由落体运动是一种怎样的运动呢?”，通过分组实验对自由落体运动进行研究，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。再提出“你能求出自由落体运动的加速度吗?”，引导学生去研究，从而圆满解决问题。 四、教学准备 (1)牛顿管、抽气机;   (2)10套：纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器(带复写纸片)、纸带、重锤、海绵垫、接线板;长刻度尺。 五.教学过程 回顾学过的知识： + 引入新课：   在日常生活中，我们会看到这种现象：把小石头和树叶举到相同高度，石头的重量比树叶重，同时由静止开始释放。观察哪个先落地? (演示：石头和树叶) 观察结果：石头先落地   类似的现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古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。在我们今天看来，他这个说法是否正确呢?   提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢?(课后有伽利略的推论)   我们可以通过实验研究这个问题，桌上有两张纸片(同种材料，质量不同)观察掉落在桌面的情况： 1.两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。   2.把质量小的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。 (让学生自己试一试) 我们通过观察这个现象说明了什么?   可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢? (学生：受空气阻力的影响)   我们的神州六号飞船返回时，为了安全的降落，一定的高度要打开降落伞来减速，利用的空气的阻力。   正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。同学们想想看，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，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢? (演示牛顿管)   看，这是一根玻璃管，管中的空气已经用抽气机抽掉了，里边有一个金属片和羽毛，观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。 (观察实验)   定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。   要注意理解“自由”这两个字：只受重力、初速度为零。   结合上面的实验我们一起总结下，小结：如果没有了空气阻力，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。   这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过，在存在空气的空间里，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。   亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人。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。   我们知道了什么是自由落体运动，下面我们继续深入的分析这种运动。   (演示实验：将点火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用夹子夹住纸带上方，使重物静止在靠近计时器的下方，然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列小点，那么这些点记录了重物的运动情况。) 下面大家结合学案来分析下纸带。 提问：轨迹为直线还是曲线? 答：轨迹为一条直线，物体作直线运动。 提问：是匀速直线运动吗?   答：在连续相等的时间内通过的位移不相等，逐渐的增大，所以是加速直线运动。 提问：是匀加速吗?是如何判断出来的?   (提示：回忆前面学过的匀变速直线运动规律：连续相等的时间内，物体通过的位移之差为定值。这是一个判断公式，，已知的=秒，见学案表格。)   答：可以测出连续相等的时间内，物体通过的位移之差为定值(在误差允许的范围内)。则物体做匀变速直线运动。   我们一起总结一下：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 提问：能求出自由落体运动的加速度吗?   (同样根据上面的公式，我们对自由落体运动的加速度进行计算一下，大家选取不同的时间间隔来读取数据，见学案表格) 通过多次测量计算：   (1)我们通常用g来表示自由落体加速度，也叫重力加速度，数值近似为，重力加速度的方向总是竖直向下的。在实验中，如果要获得更精确的数据，还可以用频闪照相来测量。   (看到课本37面的表格，从表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，纬度越高数值越大，越靠近赤道数值越小。)   (2)地球上不同的地方，g取值不同。从赤道到两极，g逐渐增大。同一地点g值相同。   (3)既然自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，那么其运动规律与一般规律类似：   不同的物体在同一地点，从相同高度同时自由下落的物体，同时到达地面，根据，则它们的加速度是相同的。 应用： 1：大家看到课后的测定反应时间小实验。   2：测量物体从一定高度的楼房掉下，已知落地时的速度，求高度和下落时间。 附录： 学案 一.认识什么是自由落体。   二.探究自由落体运动特点，通过分析纸带，思考下列问题：   1.纸带上的点是在一条直线上还是一条曲线上? 2.重锤是在作匀速直线运动吗? 3.是加速还是减速运动? 4.是匀加速运动吗?我们怎样去判断呢?   我们可以通过测量在连续相等的时间间隔内，物体通过的位移之差是否为一个定值。若为定值，则是匀变速直线运动。(见表一) 表一：   我们还可以利用位移之差，求出加速度a。其中=秒，下面我们动手计算一下：a=.5.既然是匀加速直线运动，那它的加速度是多少呢? 三.试着写出自由落体运动的规律：   高中必修1自由落体运动优质课教案设计教学准备 教学目标 (一)知识与技能   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)过程与方法   通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法。 (三)情感、态度与价值观   通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观。 教学重难点 教学重点   了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法。出国留学网 教学难点   “观念-思考-推理-猜想-验证”是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考。 教学工具 教学课件 教学过程 (一)引入新课   我们已经学习了自由落体运动，知道了物体下落的快慢与物体的质量无关。这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。这节课我们就来学习有关的史实知识，了解科学家是怎样研究落体运动的。 (二)进行新课 1、历史的错误：关于下落物体快慢 课件展示：《亚氏观点》   教师活动：引导学生阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢?   学生活动：思考问题，交流体会。得出错误认识的根源：不注意探索事物的本质，思考不求甚解。 2、伽利略的逻辑推理   教师活动：引导学生阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?   学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。   点评：培养学生语言表达能力，培养学生逻辑推理能力。 课件展示：《逻辑的力量》 3、猜想与假说   教师活动：引导学生阅读教材“猜想与假说”部分，提出问题：伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难?面对这些困难，伽利略是怎样做的?他作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么?   学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。   点评：培养学生语言表达能力，培养学生分析概括能力。   科学的猜想，或者叫假说，这是对事物认识的模型，是对事物认识的基础，是建立概念描述规律的前提。 4、实验验证   教师活动：(陈述)实验验证是检验理论正确与否的唯一标准。任何结论和猜想都必须经过实验验证，否则不成理论。猜想或假说只有通过验证才会成为理论。所谓实验验证就是任何人，在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别。   引导学生阅读教材“实验验证”部分，提出问题：伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难，他又是怎样克服的?为什么说，伽利略把他的结论外推到90°需要很大勇气?   学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。   点评：培养学生语言表达能力，培养学生分析概括能力。 5、科学的方法   教师活动：物理学的研究很注重方法，物理学习也要注意方法，所谓科学方法包括以下几点：   对现象一般观察一提出猜想-运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)-推广应用。   学生活动：阅读教材“STS”《从伽利略的一生看科学与社会》短文，对自己进行科学人生观教育。 (三)课堂总结、点评   通过这节课的学习，我们从伽利略对落体的研究上，学习他的观察思考等科学方法，为我们下一步(以后)的探究打下基础，不能盲目，也不能怕困难，要用科学的方法指导我们。 (四)实例探究 ☆竖直上抛运动的实例分析   【例题】某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间为多少? (不计空气阻力，取g=10m/s2)   分析：石块运动到离抛出点15m处时，石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方?如果是在抛出点上方的话，是处于上升阶段还是处于下降阶段?   从题意来看，石块抛出后能够上升的最大高度为m>15m。   这样石块运动到离抛出点15m处的位置必定有两个，如图所示，因而所经历的时间必为三个。 分段法： 石块上升到最高点所用的时间为：   2s前石块第一次通过“离抛出点15m处”;2s时石块到达最高点，速度变为零，随后石块开始做自由落体运动，会第二次经过“离抛出点15m处”;当石块落到抛出点下方时，会第三次经过“离抛出点15m处”。这样此题应有三解。   当石块在抛出点上方距抛出点15m处时取向上为正方向，则位移x=+15m，a=-g=-10m/s2，代入公式   t1=1s对应着石块上升时到达“离抛出点15m处”时所用的时间，而t2=3s则对应着从最高点往回落时第二次经过“离抛出点15m处”时所用的时间。   由于石块上升的最大高度H=20m，所以，石块落到抛出点下方“离抛出点15m处”时，自由下落的总高度为HOB=20m+15m=35m，下落此段距离所用的时间   石块从抛出到第三次经过“离抛出点15m处”时所用的时间为： 课后习题 复习全章内容，准备章节测验。