★新課標要求

(一)知識與技能

1、理解自由落體運動和物體作自由落體運動的條件

2、理解自由落體運動的加速度,知道它的大小和方向

3、掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律,并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題

(二)過程與方法

1、培養(yǎng)學(xué)生利用\t"/wl5/_blank"物理語言歸納總結(jié)規(guī)律的能力

2、引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成進行簡單物理研究習慣、根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設(shè)與猜想的探究方法

3、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù),歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度變化的規(guī)律

4、\t"/wl5/_blank"數(shù)學(xué)極限思想的進一步運用

(三)情感、態(tài)度與價值觀

1、通過實驗培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力,激發(fā)學(xué)生的探索與創(chuàng)新意識

2、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力

3、培養(yǎng)學(xué)生實事求是的\t"/wl5/_blank"科學(xué)態(tài)度,從實際問題中分析規(guī)律

4、培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)合作精神和協(xié)作意識,敢于提出與別人不同的見解

★教學(xué)重點

1、理解自由落體運動及其遵從的條件

2、掌握自由落體運動的規(guī)律,并能運用其解決實際問題

★教學(xué)難點

1、理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題

2、照相機曝光時間的估算

★教學(xué)方法

1、以\t"/wl5/_blank"物理史實,導(dǎo)入目標――實踐體驗,分析討論――總結(jié)歸納,得出結(jié)論。

2、通過實例分析,強化訓(xùn)練,使學(xué)生學(xué)會自由落體運動的規(guī)律分析并能解決問題。

★教學(xué)用具:

多媒體,\t"/wl5/_blank"牛頓管,金屬片,紙片,天平,打點計時器,紙帶,重物(兩個質(zhì)量不同),\t"/wl5/_blank"刻度尺

★\t"/wl5/_blank"教學(xué)過程

(一)引入新課

前面我們學(xué)習了勻變速直線運動的規(guī)律,這節(jié)課我們再來學(xué)習勻變速直線運動的一個特例――自由落體運動。

(二)進行新課

1、自由落體運動

教師活動:演示紙片與金屬片的下落過程,提出問題1、重的物體一定下落的快嗎?2、你能否證明自己的觀點?

\t"/wl5/_blank"學(xué)生活動:學(xué)生觀察并思考,提出自己的猜想,并動手設(shè)計自己的可行方案。

點評:通過實例加以分析,結(jié)合物理史實,激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣,引導(dǎo)學(xué)生積極探索

教師活動:引導(dǎo)學(xué)生思考問題,讓學(xué)生討論。金屬片與紙片不同時落地,為什么?

學(xué)生活動:學(xué)生思考得出結(jié)論,由于空氣阻力的影響,使的物體下落的快慢不同。學(xué)生展示自己的設(shè)計方案,實踐自己的猜想

點評:掌握一定的\t"/wl5/_blank"歷史史實,學(xué)會一些基本的推理方法,初步養(yǎng)成置疑的習慣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。

教師活動:用\t"/wl5/_blank"牛頓管演示物體在\t"/wl5/_blank"空氣中和真空的下落情況。引導(dǎo)學(xué)生得出自由落體運動的條件。教師總結(jié),物體只在重力作用下從靜止開始落的運動,叫自由落體運動。

學(xué)生活動:學(xué)生回答對自由落體運動的認識,并給出一個定性的說法(學(xué)生的總結(jié)可能不夠準確,注意引導(dǎo))

點評:培養(yǎng)學(xué)生利用\t"/wl5/_blank"物理語言,歸納總結(jié)規(guī)律的能力。

2、自由落體加速度

教師活動:多媒體演示,用打點計時器研究自由落體運動,計算其加速度,換用不同質(zhì)量的重物看紙帶上點子間隔有什么不同,總結(jié)得出結(jié)論,教師點評:將兩條紙帶對比,只要兩條紙帶上的點子間隔相同就說明它們的加速度是相同的。

\t"/wl5/_blank"學(xué)生活動:學(xué)生運用自己所學(xué)知識計算重力加速度,通過比較得出結(jié)論。

\t"/wl5/_blank"教師總結(jié):自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。教師引導(dǎo)學(xué)生思考兩個問題:

1、自由落體運動的加速度在各個地方相同嗎?

2、它的方向如何?

符號:g

方向:豎直向下(與重力方向一致)

大小:與地點有關(guān)。一般計算中g(shù)=9.8m/s2,粗略計算中可以取g=10m/s2

學(xué)生活動:學(xué)生看書中列表,嘗試從表中尋找規(guī)律,這一規(guī)律是怎樣產(chǎn)生的?學(xué)生猜想,但不宜過多解釋

點評:通過算g值理解自由落體運動的加速度是一個定值(在同一地點)。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù),歸納總結(jié)規(guī)律。

教師點評:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動,只要這些公式中的初速度,a取g就可以了。自由落體運動遵從的規(guī)律:

推出:

3、自由落體規(guī)律的應(yīng)用

教師活動:多媒體展示練習P(47)"問題與練習"第2題:

一位觀察者測出,懸崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s,如果不考慮空氣阻力,懸崖有多高?實際上是由空氣阻力的,因此實際高度比計算值大些還是小些?為什么?

\t"/wl5/_blank"學(xué)生活動:學(xué)習獨立作答;學(xué)生解答完畢后相互討論和檢查結(jié)果。

教師點評:如果不考慮\t"/wl5/_blank"空氣阻力,可算結(jié)果達到45m,實際上由于空氣阻力,3s內(nèi)不會下落這樣的距離,提醒學(xué)生注意理想化可能帶來的誤差。

點評:通過練習培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)規(guī)律解決問題的能力。進一步加深對自由落體\t"/wl5/_blank"運動是一種初速度為零的勻變速運動的理解。

4、學(xué)生探究

\t"/wl5/_blank"教師活動:教師提出問題:

1、如果給你一把尺子能否運用本節(jié)所學(xué)知識測定一下你的反應(yīng)時間?

2、你的理論依據(jù)是什么?建議學(xué)生課下測出自己的反應(yīng)時間,將自己的尺子改造成"反應(yīng)時間尺"并將其運用到生活實際中,將其作為一個研究課題。

學(xué)生活動:學(xué)生思考提出方案,并解釋原理,確定自己的研究課題。

點評:初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流的愿望,能主動與人合作,激發(fā)學(xué)生對\t"/wl5/_blank"物理的學(xué)習興趣。

教師活動:教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本p47《做一做》讓學(xué)生提出自己解決問題的思路,不必準確解答,同時強調(diào)"估算"。

\t"/wl5/_blank"學(xué)生活動:學(xué)生獨立思考,并提出解決辦法,比較各種不同方法,并討論其合理性及可行性。

通過課下解題并對該問題獲得理性的認識。

點評:利用實例激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生的\t"/wl5/_blank"數(shù)學(xué)極限思想的進一步運用。

\t"/wl5/_blank"教師點評:由于照相機的曝光時間極短,一般為1/30s或1/60s,曝光量相差10%對照片不會有明顯影響,所以相機快門的速度都有比較大的誤差,"傻瓜"相機更是這樣。故在這樣短的時間內(nèi),這種誤差允許的范圍內(nèi),物體運動的速度可以認為是不變的,可以看作勻變速運動來處理。建議學(xué)生利用課下時間解出其準確值,比較兩種情況下的時間差異。

(三)課堂總結(jié)、點評

這節(jié)課我們學(xué)習了對自由落體運動概念和規(guī)律的認識及理解。自由落體運動是物體從靜止開始的只受重力作用的勻加速直線運動,加速度為g,學(xué)好本節(jié)可更好地認識勻變速直線\t"/wl5/_blank"運動的規(guī)律和特點,是對上節(jié)內(nèi)容的有益補充。要突破此重點內(nèi)容,一定要把握住一點,即自由落體運動只是勻變速直線運動的一個特例v0=0,a=g。我們在以前章節(jié)中所掌握的所有勻變速直線運動的規(guī)律及推論,在自由落體運動中均可使用。在使用時要注意自由落體運動的特點,判斷是自由落體運動之后方可代入計算。

(四)實例探究

☆自由落體運動基本概念的應(yīng)用

本節(jié)的易錯點是對于空間下落的物體是不是自由落體運動判斷時易錯。在判斷時,如題目直接給出物體由靜止開始自由下落或忽略\t"/wl5/_blank"空氣阻力等提示語時,可將下落的物體看成自由落體運動。對于有空氣阻力的問題,若空氣阻力遠遠小于重力,可近似看作自由落體運動。若只是空氣阻力很小,則不能認為物體就一定做自由落體運動,因為雖然空氣阻力很小,但可能空氣阻力與重力大小差不多,故不是自由落體運動。

在空間下落的物體不一定都是自由落體\t"/wl5/_blank"運動。如:物體以2m/s的初速度豎直下落就不是自由落體運動。由于v0≠0,不符合定義,但此運動可看為勻變速直線運動來處理。本節(jié)易忽略之處即在于做題時易忽略自由落體運動的第一個特點。v0=0,從而將上述運動當作為自由落體解決,得出錯誤的結(jié)論?！蹲杂陕潴w運動》教學(xué)設(shè)計浙江省寧波中學(xué)史再【學(xué)習任務(wù)分析】本節(jié)內(nèi)容是對前幾節(jié)運動學(xué)的知識和研究方法的應(yīng)用和提升。通過演示實驗和學(xué)生合作實驗，分析得出自由落體運動的性質(zhì)，明確重力加速度的意義，不僅使學(xué)生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識和規(guī)律在實際問題中的應(yīng)用，而且使學(xué)生在獨立獲取物理知識、探究物理規(guī)律、解決物理問題等方面獲得具體的成果，體驗科學(xué)研究的方法，讓學(xué)生得到成功的體驗，享受成功的愉悅，激發(fā)學(xué)習的熱情和責任感。本節(jié)教學(xué)的重點在于引導(dǎo)學(xué)生思考研究自由落體運動的實驗原理和方法，特別是利用打點計時器記錄運動軌跡和時間的方法及實驗數(shù)據(jù)處理、結(jié)論得出、誤差分析等實驗方法。本節(jié)教學(xué)的難點在于實驗探究的思路、方法?！緦W(xué)習者分析】學(xué)生前面已認識描述運動的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握勻變速直線運動的規(guī)律，并且通過對以上問題的研究，已體會到物理學(xué)研究問題的一些方法，如運用理想模型和數(shù)學(xué)方法（圖象、公式），以及測加速度、處理實驗數(shù)據(jù)等方法?！窘虒W(xué)目標】1．通過觀察演示實驗概括出自由落體運動的條件，滲透物理方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括、科學(xué)抽象能力。2．通過學(xué)生的合作實驗研究自由落體運動的規(guī)律，領(lǐng)會科學(xué)探究方法（提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗方案、分析實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)交流結(jié)論成果），理解自由落體運動的實質(zhì)是加速度為g的勻加速直線運動。3．歸納出自由落體加速度的大小和方向，會判別不同地點重力加速度的大小。4．運用理想化方法，通過比較重力與空氣阻力的大小，將實際問題轉(zhuǎn)化為自由落體問題。5．會運用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體的問題，激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的熱情，增強學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的意識?！窘虒W(xué)過程設(shè)計】讓學(xué)生利用已有的知識和方法，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，體現(xiàn)物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)這一特點，具體設(shè)計思路流程如右圖。虛線框內(nèi)為探究過程?！窘虒W(xué)過程】一、通過演示實驗，引出要探究的問題1．概括落體運動是豎直向下的直線運動(1)懸掛在鐵架臺上的小球，它受到幾個力的作用？（重力、懸線拉力）演示1：用火將懸線燒斷，引導(dǎo)學(xué)生觀察小球的運動。（學(xué)生觀察到：小球在重力作用下，沿豎直方向作直線運動。）(2)落體運動是最常見的一種運動演示2：石塊、粉筆頭從手中落下(3)結(jié)論：任何物體只在重力作用下自由下落，都是沿著豎直方向作直線運動。（過渡：這節(jié)課，我們就來學(xué)習一種特殊的下落運動。）（板書：自由落體運動。）2．物體下落快慢的因素分析(1)提出問題：究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢？演示3：等大鐵片和紙片同時、等高、無初速下落。（學(xué)生觀察到：重的鐵片先落地。）(2)得出“物體越重下落越快”的結(jié)論。觀點是否正確呢？你能否設(shè)計實驗證明你的觀點？（激發(fā)學(xué)生思考）(3)讓學(xué)生上講臺演示其設(shè)計的實驗，并說明其觀點。學(xué)生演示：較重的鐵紙片和輕小紙團同時、等高、無初速下落，或等大的鐵片和紙片疊在一起無初速下落。（學(xué)生觀察到：輕小紙團比較重的鐵片下落快，或鐵片和紙片一樣快。）(4)引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論①根據(jù)前面的實驗和分析，同學(xué)們猜想一下，物體下落的快慢跟重力的大小有什么關(guān)系呢？（生：沒有關(guān)系。）②那怎么解釋前面的實驗現(xiàn)象呢？（生：空氣阻力影響了物體下落的快慢。）③同學(xué)們猜想一下，如果完全沒有空氣阻力的影響，輕、重物體誰下落得快呢？演示4：科普知識：1971年美國宇航員斯科特在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時下落，觀察到它們同時落到月球表面。演示5：錢羽管實驗（學(xué)生觀察到：在抽去空氣的錢羽管內(nèi)，輕重不同的鐵片、羽毛同時落下。）結(jié)論：在沒有空氣阻力時，物體下落的快慢跟物體重力無關(guān)。我們把這樣的運動稱為自由落體運動。（板書：定義：物體只在重力作用下，由靜止開始的下落運動叫自由落體運動。）(5)在日常生活中，我們平時見到的落體運動由于大氣層的存在，自由落體運動是一種理想運動，但掌握了這種理想運動的規(guī)律，也就為研究實際運動打下了基礎(chǔ)。當空氣阻力不太大，與重力相比較可以忽略時，實際的落體運動可以近似地當作自由落體運動。（讓學(xué)生體會自由落體運動有著普遍的意義和現(xiàn)代科技的發(fā)展與人類科學(xué)探究進程的關(guān)系。）演示6：體積相同的小木球和小鐵球同時、同高、無初速落下。（學(xué)生觀察到：兩球幾乎同時落地。）結(jié)論：（板書：自由落體運動的條件：a·從靜止開始下落，初速為零；b．只受重力，或其他力可忽略不計。）（說明：讓學(xué)生思考、討論，明確空氣阻力使下落物體的運動表現(xiàn)得很復(fù)雜，科學(xué)研究的第一步是先忽略空氣阻力，研究物體不受空氣阻力的運動。在這樣的學(xué)習中，學(xué)生不僅可以提高觀察與推理的能力，而且會逐漸形成觀察與思考的習慣。）（過渡：人們根據(jù)簡單的觀察所得到的直覺觀念和結(jié)論往往不一定都是可靠的，應(yīng)當用科學(xué)實驗對它們進行檢驗。）二、探索研究過程1．提出問題(1)那么自由落體運動是什么性質(zhì)的運動呢？（生：（部分）是勻變速直線運動。）如是，怎樣通過實驗驗證？(2)它的加速度與哪些因素有關(guān)？與落體質(zhì)量有關(guān)嗎？(3)你的說法有根據(jù)嗎？你研究過嗎？（反問）2．猜想假設(shè)(l)落體運動既然是自然界最常見、最普遍的一種運動，那么其中必然蘊藏著最簡單的規(guī)律。(2)方法教育：大物理學(xué)家們對猜想假設(shè)的理解。一旦科學(xué)插上幻想的翅膀，它就能贏得勝利。──法拉第（英國）沒有大膽的猜測就作不出偉大的發(fā)現(xiàn)。──牛頓（英國）(3)讓學(xué)生大膽猜想自由落體運動是一種最簡單的一種變速運動──初速度為零的勻加速直線運動。(4)怎樣研究物體運動的規(guī)律？對于初速度為零的勻加速直線運動，加速度為常量，物體運動的位移s、時間t、速度v之間存在如下關(guān)系：3．設(shè)計實驗方案（教師引導(dǎo)，學(xué)生通過學(xué)生分組合作討論，提出設(shè)計方案。）方案一：用打點計時器記錄的紙帶研究物體的自由落體運動設(shè)計原理：設(shè)計要求：(1)如何提高本實驗的準確度？(2)完成實驗后，對紙帶進行分析，如何判斷其是勻變速運動？(3)如何利用實驗來說明不同物體的自由落體運動規(guī)律相同？設(shè)計思路：用打點計時器研究物體的運動時，為提高實驗的準確度，應(yīng)從減少阻力、正確安裝器材及操作步驟合理等入手。打點計時器最大的特點就是每打兩點的時間間隔相等，它直接記錄下的實際是物體在連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移，通過研究這些位移，看連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移差△s是否相等，從而得知物體的運動性質(zhì)。設(shè)計結(jié)果：(1)由自由落體運動的定義知，要提高實驗的準確度，應(yīng)該從盡量減少阻力入手。具體辦法是：整個裝置應(yīng)豎直（如圖所示），紙帶應(yīng)平行于打點計時器的限位孔，先打點后放手等。(2)從相鄰兩點間的距離可看出，物體越往下落，相同時間間隔內(nèi)下落的距離越大，即速度越來越大。(3)各組利用各自的紙帶選擇清晰的，并量出相鄰各點間的距離。分組實驗：按設(shè)計要求操作實驗，進行分組實驗時，同組實驗者要求相互合作。各組實驗時所用的重物質(zhì)量、形狀各不相同。（說明：學(xué)生可能會根據(jù)勻變速運動的特點會提出多種方案，以下方案的設(shè)計老師要給予肯定，有條件的可以根據(jù)實際條件進行教師課堂演示，沒條件的可以用光電門替代，作為學(xué)生課外研究性課題。）方案二：利用找出落體物體的速度與時間的關(guān)系測速度隨時間變化的關(guān)系方案三：利用找出落體物體的位移與時間的關(guān)系測位移隨時間變化的關(guān)系設(shè)計原理：v-t圖s-t圖設(shè)計思路：利用儀器測出v、s、t各量設(shè)計結(jié)果：通過描點作圖，得出圖象對應(yīng)的規(guī)律。（說明：教師對以上幾種方案進行評價，特別對于方案一要著重分析引導(dǎo)，有利于養(yǎng)成良好的實驗習慣。對于方案二、三教師先給予肯定，利用大屏幕投影進行演示。給學(xué)生介紹隨現(xiàn)代科技的發(fā)展，有一種儀器(如圖)利用LoggerPro軟件自動識別連接在Lab-Pro上的運動傳感器，能直接讀出自由下落物體的速度和位移，不僅會大大縮短實驗時間，而且能解決處理數(shù)據(jù)時遇到的如何計算速度這一難題。）4．分析實驗數(shù)據(jù)方案一：利用量出的SAB、SBC、SCD算出△s，看是否在實驗誤差范圍內(nèi)相等。若是相等，利用△s=aT2計算出a=？并根據(jù)紙帶判斷出A的方向。方案二：利用LoggerPro軟件做出v-t圖象。如圖。方案三：利用LoggerPro軟件做出s-t圖象。如圖。5．總結(jié)交流結(jié)論成果方案一：利用各組實驗數(shù)據(jù)分析，進行交流，判斷得出結(jié)論是否相同？算出的口是否相等？進行交流后，發(fā)現(xiàn)不同物體所做的試驗結(jié)論都相差不大，都在9．5m/s2左右，在實驗誤差范圍內(nèi)可以認為相同。方案二、三：利用loggerPro軟件對圖象進行擬合后，得出的A接近9．8m/s2。結(jié)論：輕重物體下落快慢相同，都做初速度為零的勻變速直線運動，A接近9．8m/s2。方案一偏差較大且值都偏小的原因是阻力影響較大（紙帶與限位孔、空氣阻力等）。板書：(1)運動性質(zhì)：初速度為零的勻變速直線運動。·不同重量的物體加速度相同；這個加速度稱為重力加速