人教版高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 教案

教学设计――自由落体运动规律设计人：郭碧霞三维目标：知识与技能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、知道什么是自由落体的加速度，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。3、掌握自由落体运动的规律。过程与方法1、通过对自由落体运动纸带的研究，学会分析和处理纸带上记录的运动信息。2、通过自由落体运动的相关物理变化规律的学习，培养分析、推理能力。情感态度与价值观1、经历对自由落体运动的探究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性。2、经历对自由落体运动的探究过程，体会人类对客观世界发现之旅的乐趣。教学重点：自由落体运动的规律的获得。教学难点：自由落体运动的规律的应用。教学过程：一.引入：师：――演示PPT。同学们，看上屏幕上面来，现在给你一块小石头和一块秒表，你能否测出一个洞的深度呢？如果能的话你又是怎么测的？带着这个问题，我们来学习第二章的第二节――自由落体运动的规律。板书二.新课：1、复习：师：先来回忆一下，做自由落体运动的条件是什么？生：①只受重力作用；②初速度为零师：好，既然这一节课我们要研究的是自由落体运动的规律，那我们通过什么来研究呢？――自由落体运动的运动轨迹。师：看屏幕，这是我们利用打点计时器记录了某次自由落体运动轨迹的纸带――演示PPT。那我们怎么通过纸带所提供的信息得出自由落体运动规律呢？2、猜想与验证：师：首先，通过纸带，你们猜想自由落体运动是一种怎么样的运动？生：…..师：我们一起来分析一下，从纸带上我们可以知道的是自由落体运动轨迹是一条直线，再来看它的速度有没有改变啊？生：有师：怎么改变啊？生：变得越来越大板书：①直线运动②速度发生改变。－→自由落体运动是一种变速直线运动。师：综合黑板上的两来说点，自由落体运动是一种变速直线运动。那么对于变速直线运动，它有匀变速的和非匀变速的两种情况。那你们觉得自由落体运动它是属于哪一种呢？生：……师：无论同学们猜想它是哪一种都好，我们首先假设它是匀变速的。板书：假设－自由落体运动是一种匀变速直线运动。师：为什么这样假设呢？其实是有理由的：① 匀变速直线运动是变速直线运动中最简单的形式，一般来说解决问题，我们都从最简单的入手；而且②自由落体运动过程中物体只是受到重力的作用，并且这个力是不变的，这样我们更加有理来先假设自由落体运动是一种匀变速直线运动。――PPT演示师：好现在我们假设自由落体运动是一种匀变速直线运动。那同学们还记得上节课所学的匀变速直线运动的速度跟位移公式吗？板书：速度公式：Vt=v0+at位移公式：s=v0t+(1/2)at2师：既然我们假设了自由落体运动是匀变速直线运动，而且它的初速度我们都知道是零。那么我们很轻易就可以得到自由落体运动的速度公式和位移公式。板书：速度公式：Vt=at位移公式：s=(1/2)at2师：同学们观察这两条式子，利用你们所学的数学知识，如果消去加速度a能得到什么式子呢？同学们动手算一算。学生动手计算――Vt=2s/t师：这条式子说明了任一时刻速度跟位移的关系。师：好，现在速度和位移公式都知道了，我们如何验证自由落体运动是不是匀变速的呢？首先告诉我匀变速直线运动的一个最大的特点是什么？生：……师：加速度不变师：那也就是说只要验证了自由落体运动的加速度不变，就能够说明自由落体运动是匀变速直线运动。师：好，我们来看这一条自由落体运动的纸带，从这一条纸带你们能直接测出的量有哪些？――PPT演示生：相邻两点之间的时间间隔、还有就是相邻两点之间的位移师：只知道时间跟位移，我们能不能验证啊？生：有的说能，有的说不能。老师提问说那些说能的同学，要他们说出原因。――得出利用位移公式可以验证。师：好，利用位移公式我们来验证什么啊？――验证加速度不变，也就是说只要我们算出每一段位移的加速度是否相同，就可以判断出自由落体运动是否是匀变速直线运动。我们先来分析一下～～～～老师课堂验证……学生计算加速度结果。板书：位移/mm时间/s加速度/(m·s-2)由位移公式变形得a=2S/t2S(AB)=1.9T(AB)=0.02a(AB)=9.500S(AC)=7.7T(AC)=0.04a(AC)=9.625S(AD)=17.3T(AD)=0.06a(AD)=9.611S(AE)=30.7T(AE)=0.08a(AE)=9.594S(AF)=48.0T(AF)=0.10a(AF)=9.600平均值a＝9.586师：同学们你们来看这五个位移内的加速度有什么关系啊？在误差允许的范围内，它们可以看作是相等的。师：加速度的相等证明了我们的假设是正确的。师：那同学们完整告诉我自由落体运动是一种什么样的运动？生：……板书结论－自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。 师：这种初速度为零的匀加速直线运动是一般匀加速直线运动的特殊情况，特殊在哪里？（初速度为零）那么为了区别一般情况下匀加速直线运动，我们用g来表示自由落体运动的加速度，g称为重力加速度。既然重力加速度是一个常量，那么它的取值是多少呢？是9.8m/s2。板书：重力加速度g＝9.8m/s2。师：那为什么刚刚我们所计算出来的加速度都不是9.8m/s2，那是因为实验存在的误差所影响的。师：这个重力加速度在物理研究里面经常会用到了，是一个比较重要的常量，那它究竟有什么特点？板书：(1)重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。(2)一般来说啊，地球上不同地方的重力加速度是不一样的。赤道小，两极大；高山小，平地大，通常情况下g取9.8m/s2。师：我们来看屏幕上。――PPT演示地点纬度重力加速度g(m／s2)赤道009.780广州23006’9.788武汉30033’9.794上海31012’9.794东京35043’9.798北京39056’9.801纽约40040’9.803莫斯科55045’9.816北极9009.8323、归纳自由落体运动规律：师：好，讲到这里，我请一个同学给我归纳一下自由落体运动规律。首先自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，它是匀加速直线运动的一种特殊情况，所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动，只要把初速度取为零，并且用g来代替加速度a就可以了。――PPT演示师：翻看课本31页，看公式2.2.1和2.22式，这就是我们所得到的自由落体运动的速度和位移公式。师：好，同学们回过头来，刚刚上课前的问题现在能解决吗？立刻翻开课本的33页，看课后练习的第2题。――PPT演示练习。4、练习：①课本例题1――讲解――得出另外一个重要的物理公式推论：Vt2=2gh②巩固练习：例1、从离地面500m的空中自由落下一个小球，取g＝10m/s2，求小球：（1）经过多长时间落到地面？（2）自开始下落计时，求第一秒内的位移、最后一秒内的位移。（3）下落时间为总时间的一半时的位移。例2、一物体做自由落体运动，第一秒末、第二秒末、第三秒末速度之比为：，前一秒、前两秒、前三秒下落高度之比为， 第一秒内、第二秒内、第三秒内下落高度之比为：。由以前的推论及自由落体运动的性质可直接得到答案,分别是1:2:3，1:4:9，1:3:5老师讲解～～～例3、一物体从楼顶下落到地面前最后一秒内下落的高度为楼高的，求楼高？分析：```h1t1h=？t=？h1=h①h=gt2=×9.8t2=4.9t2②h2=ht2=1sh1=g(t-1)2=4.9(t-1)2③三式联立,可得：t=4s，h=78.4m四、课后小结：通过这节课的学习要熟练应用自由落体运动的规律解决问题。