2.4 自由落体运动 教案-高中物理人教版必修第一册

2019-2020年人教版高中物理必修1第2章第5节自由落体运动教案物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教学分析《自由落体运动》是人教版第二章第五节内容。自由落体运动是一种理性化模型,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.对于物体的运动快慢，教材通过演示牛顿管实验进行证实，进而最后抽象出自由落体运动这一运动模型。这样的编写层次分明，实现从感性到理性，符合学生的认知规律。只要认真做好演示实验，学生不难建立自由落体运动这一模型。关于自由落体运动是否是匀加速直线运动，教材中通过实验方法：利用打点计时器分析纸带得出自由落体运动的性质。这一点是在基于学生已掌握匀变速直线运动的特征“相邻时间段内通过位移差等于一个衡量”的前提下，学生很容易分析出自由落体运动的性质，并算出下落的加速度。教学目标：（一）物理观念1．认识空气中影响物体下落快慢的因素；2．理解自由落体运动，知道它是一种理想条件下的运动；3．掌握自由落体运动作为初速度为零的匀加速直线运动的运动规律，会由此推导出自由落体运动的计算公式；4．掌握自由落体加速度；5．掌握运用自由落体规律解决实际问题的能力； 6．初步了解通过实验探索自然规律的观察、分析等方法。（二）科学思维、科学探究1.引导学生学会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法；2.引导学生学会分析数据，并自己进行概括。（三）科学态度与责任感受前人（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。教学重点：自由落体运动的性质,规律及重力加速度.教学难点：自由落体运动规律的得出.教学方法与学习策略建议1.多媒体教学2.启发式教学为主教学过程：一、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？二、新课教学（一）自由落体运动  教师问：落体运动很常见，你们仔细观察过落体运动吗？  〖提出问题〗是不是重的物体一定比轻的物体下落得快？〖实验研究〗利用面积相等的纸板和纸片，设计小实验，动手做一做，并对看到的现象进行说明。〖得出结论〗物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。 启发学生注意观察思考，学生通过观察实验现象总结出：由于有空气阻力的影响，物体才下落得有快有慢。  教师出示一端封闭、另一端有开关的玻璃筒（牛顿管），内有金属片和羽毛，演示：  （1）筒内没有空气时，金属片和羽毛下落的快慢相同。    像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。  “自由”两个字的含义：只受重力、初速度为零。（举例）  这种运动只在没有空气的空间里才能发生；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。  （2）筒内有空气后，金属片和羽毛下落的快慢就不同了。  金属片的运动还可以近似看作自由落体运动，而羽毛的运动就不是自由落体运动了。  〖介绍伽利略的推理〗十六世纪末，伽利略有一个很巧妙的推理否定了亚里士多德的观点。  伽利略：如果“物体越重下落得越快，那么大石头要比小石头下落得快。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，由此得出的结论是：重的物体下落得反而慢。而得出这个结论的前提是重的物体下落得快。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。  传说伽利略还在比萨斜塔做过落体实验：在塔顶，他同时释放两个铅球，一个轻，一个重，最后两个铅球同时落地。这个实验有力地反驳了亚里士多德的观点。（二）自由落体运动的性质初步实验观察：可以知道自由落体运动是加速直线运动，而且初速度为零。  〖提出问题〗：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动吗？  〖设计实验，实验验证〗指导学生回顾初速度为零的匀加速直线运动的规律。  教师引导：我们判断物体是否作匀变速直线运动，是用什么方法的啊？（有学生慢慢回忆起有关的知识点）（1）用v-t图像和△X=aT2来验证的。（2）物体从开始运动起在连续相等时间内的位移之比是从1开始的连续奇数比学生实验………教师利用电脑动画介绍频闪照相过程。介绍：闪光灯每闪一次光，就给小球照一次相。闪光的时间间隔相同，因此，胶片上两个像的时间间隔相同。各个时刻的像是在同一张胶片上曝光的，经过冲洗、放大就能得到闪光照片，闪光照片上记录了小球做自由落体运动的信息。 〖得出结论〗大量实验可以证明：自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动。（三）自由落体加速度  在地面附近的同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，物体自由下落时的加速度叫做自由落体加速度；也叫做重力加速度，通常用g表示。 重力加速度g的方向总是竖直向下的。它的大小可以用实验的方法来测定。 〖分析归纳〗请同学们仔细比较表中纬度与重力加速度的大小的变化关系，你能得出什么结论？学生看表格，说出得到的信息：在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。三、课堂小结1.自由落体运动是只在重力作用下，从静止开始的运动2.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动3.在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都同4.匀变速直线运动规律均适用于自由落体运动四、板书设计§２.５自由落体运动一、物体下落过程的运动情况与物体质量大小无关．二、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。三、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。四、自由落体加速度g=9.8，五、布置作业