教学目标 | 1.物理观念和应用 （1）理解自由落体运动和自由落体运动性质和重力加速度和重力加速度大小、方向； （2）掌握自由落体运动的规律； 2.科学思维和创新 （1）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。 （2）利用自制牛顿管和智能定位板培养学生的创新思维。 3.科学探究和交流 （2）经历实验探究过程，体会科学探究的方法，领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。 4.科学态度和责任 （1）体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。 （止水橡皮2）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。 | ||
教学重点 | 乳化柴油1.理解什么是自由落体运动及自由落体运动的条件。 2.理解自由落体运动的规律。 | ||
教学难点 | 2. 对自由落体运动的运动性质的分析。 3. 对自由落体运动的规律应用。 | ||
教学器材 | 牛顿管、针筒、单向阀、纸片、铁架台、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、智能定位板、刻度尺、计算器、铁球、多媒体，智能手机，路由器。 | ||
教学创新点 | 1.对牛顿管实验进行了改进，自制抽气装置（利用针筒和单向阀），把原本的演示实验改为了学生实验，让学生亲自体会物体下落快慢与阻力的关系，提高了学生的课堂参与度，也充分调动了学生的积极性。 2.利用智能定位板定量的来研究自由落体运动的规律，比使用传统的打点计时器更加的直观，准确。 3.利用智能手机的实时投屏技术，让课堂更加高效。 4.引入生动有趣，通过游戏激发学生的兴趣。 | ||
教学过程 | 教师活动 | 学生活动 | 设计目的 |
新课引入 | 师：上课之前，我们先来做一个小游戏。老师这里有一张学校的饭卡，待会请一位同学上来，像这样，我释放饭卡后，能够夹住饭卡的同学，把这张饭卡拿去，中午饭随便刷。要求：1.手在卡下沿处微张约2cm。 2.每人三次机会，抓住两次者算成功。 3.没释放就反应者直接淘汰。 有哪位同学愿意上来尝试一下。 师：实验 师：为什么大家抓不住呢？带着这样的问题进入今天的新课：自由落体运动 | 生：参与实验 | 引发学生学习兴趣，引入新课 |
一、自由落体运动的定义 | 落体运动是生活中常见的一种运动（拿铁球演示），并且我们发现不同的物体下落快慢是不一样的。那么物体落体运动的快慢与什么因素有关呢？ 实验一：首先看一个演示实验，这里有两张等大的纸，一张黑纸，一张白纸（两片纸同时下落，那张纸下落得更快？）。 请一个同学来感受一下这两张纸有什么不同？ 发现：重的物体要下落得快些。2000多年前的亚里士多德也是这样认为的。这个想法统治了人类将近2000年的时间。一直到伽利略才提出了质疑，他想重的物体下落的一定更快吗？ 实验二： 仍然是刚才那两张纸，白纸更重还是更轻？ 把白纸揉成一团，演示： 问：哪张纸下落的更快？ 从这个实验我们又发现，轻的物体下落快。这就引起我们的思考。刚才的实验是重的物体下落快，这次是轻的物体下落快。这表明物体下落的快慢与物体的轻重有没有必然的联系？ 进一步想：同样是这张纸，是什么原因造成揉成团之前和揉成团之后下落的快慢不一样？（下落中受哪些力？重力，空气阻力。重力没变，阻力发生改变）也就是说空气阻力对物体下落快慢有影响。 那如果没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？ 实验三： 大家桌子上有一个密封管，我们称为牛顿管，是牛顿最初设计的。里面有一张小纸片和一个螺丝，请大家观察，在抽气前后两者下落的快慢有什么不同。 西藏历史是实验之前先说几点： 1 先把牛顿管竖直。用磁铁吸住，我在纸片上沾了一小点铁片，质量仍然比螺丝小。然后快速拿远一点。就同时释放了。 2 热效率抽气的方法：把针筒与塑胶管口连接，反复抽气。抽气过程中，让塑胶管保持竖直，不要绞上。（演示）否则抽不出气 3 一直抽到很费力为止，取掉针筒。老师在这里安装了单向阀，气体只会出不会进。再观察纸片和螺丝的下落。 请大家开始实验，磁铁和针筒都在盒子里。 请大家收拾好仪器，打开夹子，让空气重新进入管内。请一个同学起来说你看到的现象。 在抽气之前，你看到的现象是什么？ 抽气之后呢？ 下落的几乎一样快，还是有点快慢的差别，大家觉得是因为什么原因？ 如果继续抽呢？会怎样？我们来看一个视频。这是美国最大的真空实验室做的实验。在抽气之前，羽毛和保龄球相比，明显下落得慢。抽气用了三个小时，把里面30吨的空气抽走只剩2克。抽真空后我们发现保龄球和羽毛时时刻刻下落的一样快。 所以我们发现：在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落的一样快。（PPT翻页） 定义：我们把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。（板书） 从这个定义当中可以看出，自由落体运动应该满足什么条件？ 我们地球上只受重力的运动可能吗？ 我们周围的空气阻力总是存在的，在空气阻力相对重力可以忽略的情况下，静止释放的物体我们也可以近似的看成自由落体运动，比如这个铁球的下落，有没有空气阻力呢？ 但是相对重力可以忽略。可以看成自由落体运动。 这里体现出了什么样的研究思想？ 质点也用过这样的思想。建立理想模型 | 黑纸下落得快 生：黑纸要重一些 生：更轻 生：白纸 生：没有 生：空气阻力 生：实验 生：纸片明显下落慢。 生：纸片和螺丝下落的几乎一样快。 生：空气没有抽干净 生：只受重力，并且v=0 生：不可能 生：有 生：忽略次要因素，突出主要因素的研究思想。 | 展现历史探究过程。 暴露矛盾，引发学生思考。 从身边仪器的定性探究过渡到真空实验室的定量探究 给出自由落体运动的定义 |
二、自由落体运动的性质 | 知道了什么是自由落体运动，接下来我们自然而然的就会问：自由落体运动是什么性质的运动呢？ 大家猜想：拿着盒子里的小铁球感受一下自由落体运动，启发一下灵感。 初速度为0 直线 加速是肯定的， 想：有没有可能是我们前面才学的匀加速呢？ 是不是，用实验来验证，验证的方法有很多种，比如光电门、频闪照相机等。今天我们就用最传统的打点计时器。 老师先演示一下打点计时器的用法： 1 先把纸带连接重锤（看一下是怎么连接的），穿过打点计时器的限位孔和复写纸。 2 提高重物到打点计时器处，让纸带保持竖直，大家想：我歪着纸带行不行？ 3 先打开打点计时器，再迅速干脆地释放纸带。 接下来请大家按照刚才的方法，打出两条纸带。（把仪器拿下去） 师：大家都得到了纸带。看到大家的纸带， 我们要研究所有的点吗？从两个角度讲 1 首先舍掉前面不清晰的点，从清晰点开始分别标0 、1等。根据老师的经验，大概前面的3、4个点要舍去。 2 为了减小误差，我们每隔一个点取一个计数点。（请大家马上在纸带上标出相应的计数点） 每两个计数点之间的时间间隔是多少？ 每两个计数点的距离我怎么去知道？ 待会测量时，老师先提醒几点：①直尺的0对准0点。直尺不动，读出各点的刻度。读数时要估读。填写在表格的第一列②两点的距离怎么知道？就是刻度相减。比如12的距离x2。2的刻度减1的刻度。③两点的距离不能一段一段的测，会增加偶然误差。 接下来请大家思考，根据这些计数点的时间间隔和距离。如何判断出是不是匀加速？请大家讨论一下。 请一个同学起来。如何判断？ 接下来请大家挑选打点更好的那条纸带进行测量计算。把数据填写在导学案上。测量出来是多少就是多少，尊重实验事实。 展示两组数据。这是那一组的数据。首先能够确认的是两个计数点的距离在越来越大，也就是肯定在加速。相邻相等时间内的位移之差，前两个比较相等，后面误差较大。再看一组。首先能够确认的是两个计数点的距离在越来越大，也就是肯定在加速。相邻相等时间内的位移之差，前两个比较相等，后面误差较大。 由于电源频率不稳、纸带的摩擦、实验操作不规范等原因。导致我们数据的误差有点大。 为了更精确的研究，老师今天带来一个更先进的设备——智能定位板。它的工作原理大概就是物体发射信号，然后定位板接收信号。当我移动物体，光点也在移动。表明他能够实时定位这个物体的位置。 先固定住物体。记录数据并释放，记录了一系列的点。 大家能观察出这每两个点的时间间隔吗？ 这里有采集频率。（比较小，老师放大）50HZ，100hz两个选择，刚刚老师选的是50HZ。也就是1s采集50个点。所有每两个点的时间间隔是0.02S。所以从这个意义上讲其实相当于一个打点计时器，都是0.02秒记录一个点。他比打点计时器更先进的地方在于这些点的坐标已经同步记录了。 知道这些点的坐标和时间，就可以算出每一个点的速度，然后画出v-t图。（如果需要：由于定位板省掉了测量和计算的时间，我们可以很方便的进行多次实验） 是倾斜直线，表明是匀加速运动 结合它的初速度是0，所以他是初速度为0的匀加速直线运动。（板书） | 生：猜想，回答 生：要尽量减少阻力 生：操作，打纸带 生：操作，标出计数点 生：两点时间0.04s。 生：两点的距离可以用直尺测。 生：①看相邻相等时间内的位移之差是否相等 ②求每一点的速度。画v_t图。看是否是一条倾斜的直线 生：操作 | 经历一个完整的实验探究过程。从提出问题、做出猜想、理论探究和实验探究到得出结论。 准确地得到结论 |
三、自由落体运动加速度 | （仍在黑板处）接下来的问题又来了，我已经知道自由落体运动是匀加速直线运动。 那它的加速度是多少呢？ 我已经得到了v-t图，从v-t图怎么去知道加速度？ 定位板已经帮我们算好了，直接点加速度即可。（操作） 得出加速度是9.000.（切换PPT） 我们把这个加速度称为自由落体加速度，又叫做“重力加速度”（板书）所谓自由落体加速度就是物体自由下落的加速度。 符号g，方向：竖直向下 g的大小是多少呢？刚刚用定位板我们测量的加速度是9.000.由于空气阻力的原因是偏小的，更精确的测量表明江津的自由落体加速度为9.791m/s2。 大家想一下，在江津什么物体自由下落的加速度是这么多？ 刚刚我们从视频中看到，保龄球和羽毛自由下落快慢是一样的，也就是说，它们自由下落的加速度是一样的。所以：在江津，什么物体自由下落的加速度都是这么多。 同一地方，不同物体的自由落体加速度是相同的。 不同地方自由落体加速度是不尽相同的，北京等 大家观察：加速度的变化有什么规律？ 虽然纬度越高，g越大。 虽然他在变，但都在9.8左右。 通常的计算当中我们取9.8.粗略的计算也可以取10 | 生：算斜率 生：纬度越高，g越大。 | 形成自由落体运动加速度的观念，知道自由落体加速度在各点有差异。 |
四、自由落体运动的规律 | 知道了自由落体运动的加速度，自由落体运动的规律是怎样的。 前面我们已经学了匀变速运动的规律。而今天我们又已经知道了自由落体运动也是一个匀变速直线运动，只不过他的初速度为0，加速度为g,9.8m/s2。我们把前面的公式改写一下就行了。 《全国年节及纪念日放假办法》请一位同学上来。大家把公式写在导学案上，请一个同学上来写。 v = gt ， h =1/2gt2， v2 = 2gh | 生：写 | 形成自由落体运动规律的观念。 |
五、学以致用 | 接下来我们回到上课刚开始的问题，为什么抓不住呢？给大家提供两个信息。已知人的反应时间一般为0.15s～0.4s，校园卡的长度8.5cm 饭卡释放后，可以看做自由落体运动。当你反应过来的时候下落的高度？ 约11cm，饭卡只有8.5cm。 | 生操作，计算 | 马克思主义认识论学以致用，从课堂走向社会。 |
六、课堂小结 | 通过这一节课的学习，我们得到了哪些收获呢？首先我们用实验探究得出：没有空气阻力的情况下，静止释放的物体下落的一样快 然后我们用实验验证了自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 并测出来它的加速度，我们通常取g=9.8m/s2 最后我们通过类比匀变速直线运动的规律，得到了自由落体运动的规律。 | 生：回忆 | 形成知识结构 |
七、作业 | P45页课后习题 根据纸带，算出自由落体加速度 查伽利略关于落体研究的相关资料 | 完成作业 | 课后巩固，拓展 |
本文发布于:2024-09-21 19:29:08，感谢您对本站的认可！
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