人教版2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 教案

课题探究自由落体运动课时1课时三维目标知识与技能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。过程与方法有学生自主进行实验探究，利用打点计时器，记录下运动的信息，为下一节定量地探究运动规律做好准备，同时让学生进一步体验科学探究方法。情感态度与价值观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。教学重点认识自由落体运动，理解自由落体运动是在理想条件下的运动。教学难点能用打点计时器得到落体运动的运动轨迹并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。教具及电化教学手段学会变量控制法 教学过程与反思★引入新课：通过天上下“动物雨”的一个小动画引入，进而到常见的落体运动，最后以最常见的雨滴下落为素材，提出“雨滴下落的运动过程有没有什么规律？”★进入新课：亚里士多德穿越时空的对话引出亚里士多德和他的观点“重的物体比轻的物体下落快”。提问：重的物体比轻的物体下落快，真的吗？学生讨论：（运用逻辑的思维分析亚里士多德的观点，得出自相矛盾的结论）。提问：物体在空中下落的快慢与什么因素有关？学生猜想：影响物体在空中下落的快慢因素：重力——物体的质量物体下落的高度空气——空气的阻力验证猜想：实验——学生自主实验——变量控制法（方法）——先保持一个量不变，测量另外两个量之间的实验方法。学生交流：物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关回顾历史：早在16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑，并提出了自己的猜想：重物与轻物应该下落得同样快。这位年仅26岁的学者并没有就此止步，他身带两个铁球(一个45.4千克，另一个0.454千克)，来到意大利有名的比萨斜塔上，伸开双手，使两个铁球同时从塔上落下去，结果只见两球平行下落，越落越快，最后“啪”的一声，同时落地。比萨斜塔实验不但推翻了古代权威的错误学说，而且开创了近代科学实验的新纪元。提问：从伽利略身上我们学到了什么？学生交流：相信权威，不迷信权威；相信 老师、书本，不迷信老师、书本，学习要坚持否定之否定的规律，要吸取其精华剔除其糟粕；科学实验是检验真理的唯一标准。提问：为什么在现实生活中，石头明显比树叶下落得快呢？回答：空气的影响。演示实验：羽毛与金属片在真空管中的运动。学生交流：①影响羽毛和金属片下落快慢的原因是空气(空气阻力)。②规律——质量不同的物体在真空中有相同的运动规律——两物体从同一高度同时释放后是平行下落的，即在同一时间内物体下落的位移相同，末速度相同，速度都是越来越快。思考：甲、乙两个金属球，甲的重量是乙的2倍，从同一高度同时自由下落，下列哪种说法是正确的（ADE）A.两球同时落地B.甲球先落地C.甲球落地时的速度较大D.同一时刻在空中的位置相同E.经过同一位置时速度相同教师引出：物体只在重力的作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。学生讨论交流：自由落体运动特点：①只受重力G作用②初速度V0=0③是一种理想化的运动模型提问：自由落体运动有什么规律呢？怎样进行研究？引入演示实验：典型的落体运动——烧断悬线后小铁球下落的运动。分析：——小铁球的密度ρ大，即质量m大可以体积V小，也就是说重力G大而受到的空气阻力f小，G>>f，空气阻力f可以忽略，物体可认为只受重力G作用，可以认为小铁球作自由落体运动思考：下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动（C） A.树叶的自由下落的运动B.被运动员推出去的铅球的运动C.从桌边自由滑落的钢笔的运动D.从水面自由落到水底的石子的运动小结：探索未知领域(问题)的方法：用一种典型的简单的实际运动替代一种理想化的运动模型。替代的思维：抓住主要问题，忽略次要因素。提问：怎样进行自由落体运动的研究？启发：描述小铁球运动规律的物理量：位移S、时间t、速度V、加速度a位移——从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段起点、不同时间对应的所为终点运动起点、物体运动经过的任一位置物体运动的轨迹。实验：实验与探究：利用打点计时器记录重物的下落过程①学生阅读打点计时器的使用方法②提问：如图所示，重物D自由落下的运动真的是自由落体运动吗？怎样做才能减少误差？③学生交流交流讨论（只是可以近似看作自由落体。受空气阻力作用；纸带不可能绝对保持竖直，运动过程中与底板、限位孔都有摩擦。选用密度大的重物；释放纸带前保证纸带竖直。）③学生实际实验操作纸带的处理：①纸带上直接记录的运动信息——学生讨论（物体作直线运动；运动的时间；对应时间内的位移）②提问：位移与时间有什么关系？——学生猜想：A成反比？——明显不对，纸带上的点表明，随着时间的增加，位移越来越大。 B位移S与时间t成正比?C位移S与时间t的平方成正比?D位移S与时间t的立方成正比?③数据处理记数点时间t/s位移S/mS/t(m/s)S/t2(m/s2)S/t3(m/s3)0123456④实验结论：（位移与时间平方成正比。）★小结：知识：①影响物体下落快慢的因素是空气阻力。②自由落体：⑴定义：物体只在重力的作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。⑵特点：A只受重力G作用B初速度V0=0C是一种理想化的运动模型⑶规律：物体运动的位移与时间的平方成正比。（有下划线的内容由学生回答总结）技能：A初步了解探索自然规律的科学方法——观察思考——提出问题——猜想——设计实验——实验——分析论证。B培养观察、概括、动手能力 C学会建模方法：学会变量控制法情感态度与价值观：A培养兴趣B敢于猜想、学会质凝、学会思维、学会表达、学会交流、学会合作C实验是检验真理的唯一标准。★课后思考：①除了打点计时器记录物体下落的轨迹外，你还有什么方法记录？②请利用网络查找有关亚里士多德与伽利略的资料，然后谈谈你对亚里士多德与伽利略的评价。③请推导自由落体运动的位移S与运动时间t的定量关系式。★教学反思:本节课是学生体会完整科学探究过程的良好机会，因此在这节课过程中，要尽量调动学生的积极性与主动性。我逐步引导学生，激发学生的好奇心，环环相扣，让他们体验科学探究的整个过程。自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有普遍的意义。总体来讲，这节课将新课程的理念溶入教学过程之中，较好的实现了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维教学目标。