自由落體運(yùn)動(dòng)教案設(shè)計(jì)

一、教學(xué)思路設(shè)計(jì)

自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種詳細(xì)情形。此前，同學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，也學(xué)習(xí)了討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本方法，對(duì)本課的學(xué)習(xí)，實(shí)際上是引導(dǎo)同學(xué)利用已有學(xué)問解決生活實(shí)際中的問題。組織同學(xué)進(jìn)行探究活動(dòng)，既有利于鞏固所學(xué)的學(xué)問，培育同學(xué)解決實(shí)際問題、探求規(guī)律的力量，還能對(duì)同學(xué)進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的訓(xùn)練。

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)在于說(shuō)明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于同學(xué)受日常閱歷的影響，對(duì)重的物體下落快，輕的物體下落慢的印象很深，所以本節(jié)課做好試驗(yàn)非常重要。教學(xué)時(shí)可以引導(dǎo)同學(xué)從日常生活閱歷動(dòng)身，通過(guò)試驗(yàn)逐步提出問題（設(shè)疑），讓同學(xué)自己探究（解疑），得出結(jié)論。充分體現(xiàn)了物理是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓同學(xué)體會(huì)科學(xué)推理和科學(xué)試驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。

二、教學(xué)三維目標(biāo):

1.學(xué)問與力量目標(biāo)：理解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念、條件和性質(zhì)；理解自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度；把握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并能敏捷運(yùn)用。

2.過(guò)程與方法目標(biāo)：觀看演示試驗(yàn)，分析歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生條件；通過(guò)試驗(yàn)與動(dòng)手計(jì)算，驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：讓同學(xué)熟悉到，從生活閱歷中得到的某些熟悉，可能是不正確的，而需要采納試驗(yàn)來(lái)討論問題，培育實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

重點(diǎn)：對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推導(dǎo)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的把握和運(yùn)用；

難點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推導(dǎo)。

突破的方法：在課堂上細(xì)心設(shè)計(jì)試驗(yàn)，用試驗(yàn)事實(shí)關(guān)心同學(xué)建立起正確的觀點(diǎn)。利用多媒體課件，依據(jù)同學(xué)已有的學(xué)問和物理討論方法，通過(guò)試驗(yàn)觀看、分析數(shù)據(jù)、歸納結(jié)論、類比遷移自己推導(dǎo)出自由落體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律。

四、教學(xué)流程

觀看、分

析演示

實(shí)驗(yàn)引

出課題

引導(dǎo)同學(xué)確定、

討論自由落

體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的

試驗(yàn)方案

同學(xué)試驗(yàn)，索

確定自由落體

運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、

確定重力加速度

歸納自由落

體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

鞏固應(yīng)用，測(cè)定反應(yīng)時(shí)間

自主學(xué)習(xí)

問題一：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？在日常生活中你見過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？

問題二：自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)？

問題三：自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的直線運(yùn)動(dòng)？

問題四：從勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律中總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?

新課教學(xué)

（一）問題的提出

1．通過(guò)試驗(yàn)直接引入新課

前面我們學(xué)習(xí)了直線運(yùn)動(dòng)，把握了勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及討論它們的方法，今日我們將應(yīng)用這些學(xué)問討論一種常見而重要的運(yùn)動(dòng)。

〔演示1〕重錘從手中由靜止釋放后下落。指出在地面四周的任何物體，脫離支持物后，沿著豎直方向落向地面的運(yùn)動(dòng)叫做落體運(yùn)動(dòng)。

問題一：落體運(yùn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)？我們?cè)鯓觼?lái)討論落體運(yùn)動(dòng)？

2．試驗(yàn)設(shè)疑，引出沖突的結(jié)論，揭示問題的簡(jiǎn)單性

〔演示2〕取金屬片一塊、薄紙片一張，讓它們從同一高度同時(shí)下落。觀看到金屬片先著地。是否可以得出結(jié)論：物體越重下落越快？

兩千三百多年以前，就有學(xué)者討論過(guò)這個(gè)問題，最典型的就是亞里士多德，他提出物體下落快慢是由它們所受重力打算的，物體越重，下落得越快。在其后兩千多年的時(shí)間里，人們始終信奉他的這種看法。那么他的看法是否正確呢？

〔演示3〕取兩個(gè)同樣的氣球，一個(gè)充氣后用夾子夾好，讓它們從同一高度同時(shí)下落。觀看出重量輕的氣球先著地，得出輕的物體也可能下落得快。

可見：亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。

實(shí)際上在三百多年前：宏大的物理學(xué)家伽利略首先發(fā)覺了亞里士多德這個(gè)觀點(diǎn)的內(nèi)部沖突，他用簡(jiǎn)潔的規(guī)律推理，證明白亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。介紹伽利略的這個(gè)聞名的科學(xué)推理。

3．歸納小結(jié)，找出訪問題簡(jiǎn)單的緣由

生活中所看到的物體下落的快慢和物體的輕重關(guān)系比較簡(jiǎn)單，既不能說(shuō)物體越重下落越快，也不能說(shuō)物體越輕下落越快，重力相同的兩個(gè)物體下落快慢可能不同。這說(shuō)明影響物體下落快慢的還有別的因素，那么別的因素是什么呢？

〔演示4〕①將前面的薄紙片揉成團(tuán)仍與金屬片，從同一高度同時(shí)下落。

②將前面的充氣氣球，放氣后與另一個(gè)同樣的氣球，從同一高度同時(shí)下落。

觀看到它們均同時(shí)著地。引導(dǎo)分析演示試驗(yàn)，得出是空氣阻力的作用使問題變得簡(jiǎn)單。

4．提出假設(shè)，試驗(yàn)驗(yàn)證，引出課題

討論問題往往從最簡(jiǎn)潔的入手，我們?cè)O(shè)想，假如在沒有空氣阻力的狀況下，輕重不同的物體下落快慢會(huì)怎樣？

〔演示5〕牛頓管試驗(yàn)（先介紹儀器，并演示抽去空氣時(shí)的狀況，再將閥門打開，讓空氣進(jìn)入，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)）。在抽去空氣的牛頓管內(nèi)，其空氣很淡薄，空氣阻力的影響特別小，可以忽視不計(jì)，金屬片、羽毛只受重力作用，下落的快慢相同。放入空氣以后，由于受空氣阻力的作用，金屬片比羽毛下落得快。

把物體只在重力作用下從靜止開頭下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)。引出課題。

〔板書〕自由落體運(yùn)動(dòng)

〔板書〕1.自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開頭下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

自由落體運(yùn)動(dòng)只發(fā)生在沒有空氣的空間里，是一種抱負(fù)化的運(yùn)動(dòng)模型。在有空氣的空間里，物體的下落不是自由落體運(yùn)動(dòng)，假如空氣阻力的作用很?。ㄅc重力相比較）可以忽視不計(jì)時(shí)，物體的下落也可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)。例如演示試驗(yàn)中的重錘從靜止開頭下落的

運(yùn)動(dòng)可以看作是自由落體運(yùn)動(dòng)。

（二）探究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

問題二：自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的直線運(yùn)動(dòng)？怎樣來(lái)討論？

〔板書〕2.自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

引導(dǎo)同學(xué)完成下面內(nèi)容：

第一步：確定討論自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的試驗(yàn)方案。

今日我們?cè)囼?yàn)的討論對(duì)象是重錘，它從靜止開頭下落的運(yùn)動(dòng)可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)。這節(jié)課我們要解決的問題是“自由落體運(yùn)動(dòng)是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)”，下面同學(xué)們依據(jù)現(xiàn)有的器材來(lái)設(shè)計(jì)自己的試驗(yàn)，并依據(jù)你的試驗(yàn)作出結(jié)論。引導(dǎo)同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶來(lái)討論。

其次步：同學(xué)試驗(yàn)

請(qǐng)同學(xué)們兩人組成一個(gè)小組，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)自己的試驗(yàn)方案，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄的點(diǎn)來(lái)確定重錘的運(yùn)動(dòng)狀況。指導(dǎo)同學(xué)在試驗(yàn)中要盡量削減摩擦，以提高試驗(yàn)的精確?????程度。

第三步：同學(xué)對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)

抽出幾組同學(xué)介紹試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程和數(shù)據(jù)的處理方法，并總結(jié)它們從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論。

1.分析紙帶，定性推斷。

從紙帶中可以看出，在相等的時(shí)間間隔里(0.02)秒小球下落的位移越來(lái)越大，表明小球在做加速運(yùn)動(dòng)。是變加速直線運(yùn)動(dòng)還是勻加速直線運(yùn)動(dòng)呢?

依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差相等。

2.進(jìn)一步測(cè)量，定量推斷。

引導(dǎo)同學(xué)講出詳細(xì)方法：利用重錘自由下落對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，在紙帶上舍掉開頭較密集的點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)起點(diǎn)0，再每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)明1、2、3、4，正確地用刻度尺測(cè)出每點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離S01、S02、S03、S04，求出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離S1、S2、S3、S4。進(jìn)而求出各相鄰間的距離差△S1、△S2、△S3，在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)各△S相等，從而定量推斷出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

〔板書〕（1）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：是一種初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

其實(shí)宏大的'科學(xué)家伽利略不但用簡(jiǎn)潔明白的科學(xué)推理，奇妙地揭示了亞里士多德學(xué)說(shuō)內(nèi)部的沖突，他還做了很多討論工作推斷自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)。他討論了物體沿不同角度的光滑斜面運(yùn)動(dòng)的狀況，進(jìn)行了上百次的定量討論，發(fā)覺從斜面上滾下的小球都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。傾角越大，小球的加速度越大。由此他推想，當(dāng)斜面增大到90°，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，仍舊會(huì)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。后來(lái)，伽利略的這個(gè)推論得到了證明。

〔板書〕（2）加速度：在同一地點(diǎn)，不同物體作自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相同，用g表示。

自由落體的加速度是多少?利用上面的數(shù)據(jù)，依據(jù)△S=aT2，求得加速度的數(shù)值。

不同地理位置的重力加速度不同，用試驗(yàn)的方法可測(cè)出不同地方的重力加速度課本第44頁(yè)的表格中列出一些地方的重力加速度數(shù)值。

引導(dǎo)觀看不同的地理位置，重力加速度的大小不同，而且隨著地理緯度的增加重力加速度增大。但是變化不大，大多在9.8m/s2左右，所以通常狀況下，g的大小一般取9.8m/s2，在粗略的計(jì)算中還可以把g取作10m/s2。

〔板書〕大?。阂话闳?.8m/s2(指出這個(gè)值其實(shí)就是重力計(jì)算式中的常數(shù)g)

方向：總是豎直向下

(三)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

〔板書〕3.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(設(shè)問、探究、歸納自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)

問題三：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是什么?

從前面的演示試驗(yàn)我們知道，不同物體在同一地點(diǎn)自由下落都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而且下落相同高度所需時(shí)間相同，由公式x=1/2at2，可知自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都具有相同的加速度。

由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要把v0取零，并且用g來(lái)代替加速度就行了。

〔板書〕速度：位移：

〔板書〕推導(dǎo)出（位移和速度）：

鞏固應(yīng)用

1.做一做：測(cè)定反應(yīng)時(shí)間

日?；顒?dòng)中，有時(shí)需要人的反應(yīng)靈敏度，對(duì)戰(zhàn)士、司機(jī)、飛行員、運(yùn)動(dòng)員等尤其如此，當(dāng)發(fā)覺某種狀況時(shí)，能準(zhǔn)時(shí)實(shí)行相應(yīng)行動(dòng)，戰(zhàn)勝對(duì)手，或避開危急。人從發(fā)覺狀況

到實(shí)行相應(yīng)行動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。下面是一種測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的方法。請(qǐng)一位同學(xué)甲用兩個(gè)手指捏住木尺頂端，另一位同學(xué)乙用一只手在木尺下部做欲握住木尺的動(dòng)作，但手的任何部位都不要遇到木尺。當(dāng)看到甲同學(xué)放開手時(shí)，乙同學(xué)馬上握住木尺。測(cè)出木尺降落的高度，依據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)問，算出乙同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間。

2.為了測(cè)出井口到井里水面的深度，讓一個(gè)小石塊從