自由落体运动的教案设计
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自由落体运动的教案设计 篇1
整体设计
自由落体运动是一种理想化模型,在高中物理教学中具有特殊的地位。在知识上它是匀变速直线运动的一个特例,在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法。在整个必修一教学的安排上,匀变速运动的教学重点在于规律的应用,自由落体运动的新课教学则要向学生介绍用现代先进教学仪器研究自由落体运动的规律特征,有利于学生站在一个现代新科技的角度观望历史人物对自由落体的研究,体会近代物理的先驱伽利略是如何进行研究的——这是向高中学生首次介绍伽利略的物理学研究方法的教育,它在整个高中物理教学中具有特殊重要的意义。
本课程的教学设计要解决两个问题,一是怎样引入课题和分析论证课题;二是介绍自由落体运动规律以及用打点计时器实验时的注意事项。这两个问题是统一的,前者是教学的组织,即课程进展的形式;后者是课题内容本身,这两者的结合便是本课的教学任务。
教学重点
自由落体运动的规律。
教学难点
自由落体运动规律的得出。
课时安排
1课时
三维目标
知识与技能
1.理解自由落体运动的条件和性质,掌握重力加速度的概念;
2.掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题
过程与方法
1.培养学生的观察能力和逻辑推理能力;
2.进行科学态度和科学方法教育,了解研究自然规律的科学方法,培养探求知识的能力;
3.通过对自由落体运动规律的应用,提高学生的解题能力。
情感态度与价值观
1.充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验,让学生积极参与课堂活动,设疑、解疑、探求规律,做到师生默契配合、情理交融,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态。
2.利用课后的阅读材料,介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究,使学生体会到科学探索的艰辛,挖掘德育教育的素材。
课前准备
木架、小球、细线、牛顿管、硬币、羽毛、纸片(多张)
教学过程
导入新课
情景导入
教师两手分别拿一小球和纸片,从相同的高度释放两物体。
提出问题:小球和纸片谁先落地呢?这说明什么问题呢?是不是说重的物体比轻的物体落地比较快呢?我们这节课就来研究这个问题。
故事导入
一位普通的妈妈,身体纤弱,轻声细语,几乎不爱好任何的体育运动。
一天,她出门去买东西,孩子和保姆留在家里。保姆拉过一张桌子放在窗户前,让孩子自己趴在桌子上玩,自顾自地做其他事情去了。
当妈妈的身影在远方出现的时候,孩子兴奋地手舞足蹈起来,他伸出小手想去拥抱那个熟悉的身影,大半个身体顿时悬在半空中.
孩子不会理解自己身处的险境,希望妈妈立刻把他抱进怀里。于是,五楼的窗口上,小男孩变得像小鸟一样轻盈,他张着翅膀向着妈妈飞过去。周围的'人们都目睹了这一幕:远处的妈妈只感觉自己变成了一支箭飞快地奔向一栋大楼,然后准确地接住了从楼上掉下来的一个小男孩。
闻讯赶来的消防队员对这一幕的发生简直难以置信,按照他们的计算,用那么短的时间从女人当时所处的位置跑到楼下是不可思议的,连最优秀的消防员也无法达到那样的速度。
你能根据当时的情景测出这位伟大母亲的奔跑速度吗?需要知道哪些物理量呢?
复习导入
复习旧知:
1.匀变速直线运动的规律
2.推论①vt2=v02+2as;②==;③v0=0
s1∶s2∶s3=1∶4∶9sⅠ∶sⅡ∶sⅢ=1∶3∶5
我们今天应用这些知识研究一种常见的运动——自由落体运动。
演示:硬币和纸片分别从同一高度由静止开始同时下落,观察下落速度,从表面上看得到结论:“物体越重,下落得越快”。是这样吗?
推进新课
一、自由落体运动
在现实生活中,不同物体的下落快慢在不少情况下是不同的从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗?
教师设疑:重的物体一定下落得快吗?你能否证明自己的观点?
猜想:物体下落过程的运动情况与哪些因素有关,质量大的物体下落速度比质量小的┛炻穑开
合作探究
取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片,把其中一张纸片揉成纸团,在下述几种情况下,都让它们从同一高度自由下落,观察下落快慢情况。
1.从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片,可以看到硬币比纸片下落得快,说明质量大的下落得快。
2.两张完全相同的纸片,将其中一张卷紧后从同一高度同时释放,观察到卷紧的纸团比纸片下落得快,说明质量相同时体积小的下落得快。
3.将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放,观察到一样快,说明体积相同质量不同时下落一样快。
4.一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞,分别放到已调平的托盘天平的两个盘中,可以看出纸板比软木塞重,从同一高度同时释放它们,软木塞比纸板下落得快,说明在特定的条件下,质量小的物体下落得会比质量大的物体还快。
结论:物体下落过程的快慢与物体质量(轻重)无关。
自由落体运动的教案设计 篇2
一、教学目标
1、知道物体做自由落体运动的条件;
2、掌握自由落体运动的特点和规律;
二、教学工具
教学资源与工具包括多媒体教室。
打点计时器,纸带,交流电源;
白纸两张、硬币一个、直尺一个;
ppt课件、黑板、粉笔。
三、教学过程
第一环节:创设情景,导入新课(以学生实验“看看谁的反应速度快”导入新课的问题)
第二环节:提出问题,学生参与,小组合作探究
1、看几个生活中常见的现象认识落体运动;
2、问题一:影响下落快慢的因素有哪些?
3、请几位同学做演示实验,小组讨论并给出实验结论。
4、总结实验结论。
第三环节:探究自由落体运动的规律
1、教师演示实验(有条件可以做一做,或者采取实验视频播放)
2、讲解实验数据处理,学生小组讨论计算
3、小组分享实验结论并指出问题
第四环节:课堂练习和课堂小结
1、学生做课堂练习题。
2、课堂小结。
四、教学评价
本节课最大程度地调动了学生的积极性,让学生感到课堂是自己的.课堂,增强了学生的自信心;
在教学过程中第二、第三环节学生讨论非常积极,并对其他小组的实验进行评价、争论、质疑、提出改进方案;
教师的角色只是一个引导者,大部分内容要靠学生来完成,教师加以点评。
自由落体运动的教案设计 篇3
一、教材分析
自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前,学生已经学习了匀变速直线运动的规律,也学习了研究匀变速直线运动的基本方法,对本课的学习,实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动,既有利于巩固所学的知识,培养学生解决实际问题、探求规律的能力,还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。
本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度g。由于学生受日常经验的影响,对重的物体下落快,轻的物体下落慢的印象很深,所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发,通过实验逐步提出问题(设疑),让学生自己探究(解疑),得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科,让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。
二、教学目标
1、知识与能力
(1)理解自由落体运动,理解是重力加速度,
(2)掌握自由落体运动的规律,
(3)培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。
2、过程与方法
通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程,实际测量重物自由下落的加速度等探究活动,让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
3、情感态度和世界观
感受前人(亚里士多德)崇尚科学、勇于探索的人格魅力,培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。
先通过观察生活中的一些现象和提出亚里士多德的理论和设疑“重物体比轻物体下落快吗?”,让学生通过分组实验及演示实验(牛顿管)解疑,理解什么是自由落体运动,明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体,在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。接着引导学生探究“自由落体运动是一种怎样的运动呢?”,通过分组实验对自由落体运动进行研究,得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。再提出“你能求出自由落体运动的加速度吗?”,引导学生去研究,从而圆满解决问题。
三、教学准备
(1)牛顿管、抽气机;
(2)10套:纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器(带复写纸片)、纸带、重锤、海绵垫、接线板;长刻度尺。
五、教学过程
回顾学过的知识:复习匀加速直线运动的规律和判定,掌握其有关的一些公式。
引入新课:
在日常生活中,我们会看到这种现象:把硬币和纸片举到相同高度,硬币的重量比纸片重,同时由静止开始释放。观察哪个先落地?
(演示:硬币和纸片)
观察结果:硬币先落地
类似的现象在生活中还有很多,早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象,归纳出:物体越重,下落得越快。在我们今天看来,他这个说法是否正确呢?
提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢?(课后有伽利略的推论)
我们可以通过实验研究这个问题,桌上有两张纸片(同种材料,质量不同)观察掉落在桌面的情况:
1、两张纸平摊,同一高度,同时静止释放。
2、把质量小的纸捏成纸团,同一高度,同时静止释放。
(让学生自己试一试)
我们通过观察这个现象说明了什么?
可见,重的物体不一定下落得快,轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢?
(学生:受空气阻力的影响)
我们的神舟六号飞船返回时,为了安全的降落,一定的高度要打开降落伞来减速,利用的空气的阻力。
正是由于有空气阻力的影响,物体下落得才有快有慢。同学们想想看,如果没有空气阻力的影响,也就是在一个没有空气的空间里,物体只受重力,从静止开始下落的情况是什么样子呢?
(演示牛顿管)
看,这是一根玻璃管,管中的空气已经用抽气机抽掉了,里边有一个金属片和羽毛,观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。
(观察实验)
定义:物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
要注意理解“自由”这两个字:只受重力、初速度为零。
结合上面的实验我们一起总结下,小结:如果没有了空气阻力,不同物体从同一高度做自由落体运动,它们的运动情况是相同的。
这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过,在存在空气的空间里,如果空气阻力的影响很小,物体的下落也可以近似看作自由落体运动。
亚里士多德是古希腊的圣人,恩格斯称他是最博学的人。限于当时科技发展的水平,他在物理方面的论述,今天看来很多是不恰当的。但是,在两千年前他能够通过观察、归纳,形成自己的一套理论体系,已经很不简单了。我们应该正确评价他在科学发展史上的地位。
我们知道了什么是自由落体运动,下面我们继续深入的分析这种运动。
(演示实验:将点火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上,让纸带穿过计时器,纸带下方固定在重锤上,先用夹子夹住纸带上方,使重物静止在靠近计时器的'下方,然后接通电源,待打点稳定后再松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打出一系列小点,那么这些点记录了重物的运动情况。)
下面大家结合学案来分析下纸带。
提问:轨迹为直线还是曲线?
答:轨迹为一条直线,物体作直线运动。
提问:是匀速直线运动吗?
答:在连续相等的时间内通过的位移不相等,逐渐的增大,所以是加速直线运动。
提问:是匀加速吗?是如何判断出来的?
(提示:回忆前面学过的匀变速直线运动规律:连续相等的时间内,物体通过的位移之差为定值。这是一个判断公式,已知的=0.02秒。
答:可以测出连续相等的时间内,物体通过的位移之差为定值(在误差允许的范围内)。则物体做匀变速直线运动。
我们一起总结一下:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
提问:能求出自由落体运动的加速度吗?
同样根据上面的公式,我们对自由落体运动的加速度进行计算一下,大家选取不同的时间间隔来读取数据。
通过多次测量计算:
(1)我们通常用g来表示自由落体加速度,也叫重力加速度,数值近似为9.8,重力加速度的方向总是竖直向下的。在实验中,如果要获得更精确的数据,还可以用频闪照相来测量。
自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动,那么其运动规律与一般规律类似:
不同的物体在同一地点,从相同高度同时自由下落的物体,同时到达地面,根据,则它们的加速度是相同的。
应用:
1、大家看到课后的测定反应时间小实验。
2、测量物体从一定高度的楼房掉下,已知落地时的速度,求高度和下落时间。
我们可以通过测量在连续相等的时间间隔内,物体通过的位移之差是否为一个定值。若为定值,则是匀变速直线运动。
自由落体运动的教案设计 篇4
【教材分析】
“自由落体运动”选自高一《物理》第二章“直线运动”的第八节,在学生认识了匀变速直线运动,掌握了匀变速直线运动的规律之后,课本把该节放在本章的最后一节,把自由落体运动作为初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这样有利于学生形成知识的结构,避免死记公式。本节教学的重点和关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度g,学生由于受日常经验的影响,对重的物体落得快,轻的物体落得慢印象很深,所以做好演示实验十分重要,除了牛顿管的实验之外,还可以做一些小实验,使学生明白,日常见到的现象是因为受到空气阻力的影响的缘故,对“如果物体只受到重力,不同物体的加速度相同”有深刻的印象。
【教学设想】
教学时间为一课时,整节课的--围绕“实验现象──发现问题──探究问题──解决问题”的主线展开:
→科学的抽象、推测(真空中,如何?)→实验验证(牛顿管演示)→得出结论(自由落体定义)→问题提出(自由落体运动规律如何?)
通过这一系列的活动,调动学生自主学习的积极性,并使学生对科学探究有一定的了解。开始的小实验很重要,是科学探究的入口处,所以教师一定要把握好演示的技巧,然后引导学生层层深入,激发学生的好奇心,使他们产生强烈的求知欲,积极主动地去探究问题。
【教学准备】
小钢球、牛顿管、纸片、铁架台、电火花计时器、重物、纸带、直尺、课件。
【教学过程】
一、导入新课
师:我们学习了匀变速直线运动的规律,其规律可由三个公式体现出来(投影)。今天我和大家一起来研究一个匀变速直线运动的实例──自由落体运动。
师:同学们对“自由落体运动”其实并不陌生。
(演示实验:将小钢球由高处静止释放,指出小钢球的运动就是自由落体运动。)
师:那么除了小钢球的下落外,还有哪些运动是自由落体运动?自由落体运动有什么样的特点和规律?这节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学
(演示实验:让一张纸片与小钢球同时自由下落,可看到什么现象?)
生:钢球落得快。
师:对,这就是我们的生活经验,似乎很容易得出“重的物体比轻的物体下落得快”的结论,这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走了二千多年,距今三百多年前,伽利略为证明亚里士多德观点的错误,做了大量的实验。他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上,使两球由静止同时下落,据亚里士多德的观点,重球应该先落地,但实际上两球同时落地。
师:请再看演示实验,把刚才的纸揉成团,和小钢球由静止落下,同学们再观察。
生:几乎同时落地。
师:同一张纸,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?
生:这是因为空气阻力的影响,把纸揉成团,所受的空气阻力要比纸片所受的空气阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。
师:如果把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,现象如何呢?让我们做一个实验。
(演示实验:我这里有一个长约1米,一端封闭、另一端有开关的玻璃管(牛顿管),把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等,放在玻璃管里。)
1、知识与技能
理解自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
知道什么是自由落体的加速度,知道它的'方向,知道地球上不同地方,重力加速度大小不同。
掌握自由落体运动规律。
2、过程与方法
由学生自主进行实验探究,通过打点计时器记录下运动的信息,定量地测定自由下落的加速度。
培养学生学会分析数据,利用实验引导学生进行观察、思考、讨论和交流。
3、情感态度与价值观
调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表达能力。
培养学生的团结协作精神,敢于提出自己的见解。
3、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
4、掌握自由落体运动规律,并能运用其解决实际问题。
理解自由落体运动条件及规律解决实际问题。
自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型,有其广泛性和特殊性。对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律。本节教材通过实验探究的方式得到自由落体运动概念和规律。基于教材特点,本教案设计“以人为本”,突出探究的重要性,让学生能力得到提升,体现物理教育在个性品质、好奇求知、质疑创新等方面的价值导向。
本课总体设计思想是:课堂通过简单易行的实验探究,寻找论据,经历交流实验结果和学生分析、讨论,让学生体会物体下落快慢与物体质量无关。通过“牛顿管”实验,打点计时器实验研究规律,在科学过程展示中推出学科知识,渗透科学思想方法,借助多媒体课件播放、实验探究及教师解说,着力于撼动青年学生崇尚科学的情感,弘扬浓厚的物理课程文化。
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