2022年高中物理《探究自由落體運動》教案3 粵教版必修1

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1、2022年高中物理《探究自由落體運動》教案3 粵教版必修1 課程標準的要求： 1.通過史實，初步了解近代實驗科學產生的背景，認識實驗對物理學發(fā)展的推動作用。 2.經歷勻變速直線運動的實驗研究過程，……了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現自然規(guī)律中的作用。 3.能用公式和圖像描述勻變速直線運動，體會數學在研究物理問題中的重要性。 第一節(jié) 探究自由落體運動 一、教學目標 1.知識與技能 (1) 認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。 (2) 能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。

2、2.過程與方法 由學生自主進行實驗探究，利用打點計時器，記錄下運動的信息，為下一節(jié)定量地探究運動規(guī)律做好準備，同時讓學生進一步體驗科學探究方法。 3.情感態(tài)度與價值觀 滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型—自由落體。 二、教材分析： 教學重點：（1）理解自由落體運動及其遵從的條件 （2）自由落體運動軌跡的紀錄 教學難點：（1）理解并運用自由落體運動的條件 （2）紙帶上記錄的運動信息的分析 教學方法：以日常生活經驗，導入目標—實踐體驗、分析討論—總結歸納，得出結論 教學用具：牛頓管，金屬片，紙片，打點計時器，

3、紙帶，重物和刻度尺等 課時安排：1課時 三、教學過程 （一）新課引入——落體運動 石頭從空中下落，重力使屋檐的雨滴下來，樹葉從樹上豎直飄落。問：這些物體有什么共同的運動特點呢？ 教師在學生表述的基礎上提出問題：這些物體都做豎直下落運動，這類運動稱為落體運動，這節(jié)課我們來研究落體運動是否具有一定的規(guī)律。 （二）新課教學 1. 落體運動的思考 （1）提出問題 我們通常有這樣的一個生活經驗：重的物體下落得快，物體下落得快慢到底與物體的質量有沒有關系呢？ （2）（兩千多年前）古希臘學者亞里士多德就認可了這一觀點。 簡介亞里士多德，他公元前三八四年生于希臘，在

4、哲學、天文學、物理學、生物學和教育等方面都有研究，他的重要著作有：《形而上學》、《倫理學》、《政治學》和《分析前篇和后篇》等。這些著作對后來的哲學和科學的發(fā)展起了很大的影響。亞里士多德集中古代知識于一身，在他死后幾百年中，沒有一個人象他那樣對知識有過系統考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全書。恩格斯稱他是“最博學的人”。 引導學生從亞里士多德的觀點進行邏輯推理，得出矛盾。 過渡：同一個觀點為什么會推導出兩個截然相反的結論呢？這兩個結論使亞里士多德的理論陷入了困境，為了擺脫這一困境，伽利略認為只有一種可能性，重物和輕物應該下落得同樣快。要證明這個設想的正確性，必須通過做實驗來證明。

5、（3）實驗與探究：輕重不同的物體的下落快慢 （課本P26）取一枚硬幣，一張與硬幣表面面積相同的紙片和三張表面積、輕重相同的紙片。 教師演示：a、將一枚硬幣和一張展開的紙片從同一高度同時自由下落， 學生得出：重的物體下落得快 師：這種觀點正確嗎？如果給你一些完成相同的紙片 ，你能用它們來做實驗反駁一下這個觀點。 學生活動：學生觀察并思考，提出自己的猜想，并動手設計自己的可行方案。 學生一：b、把一張紙片捏成紙團，將紙團和一張展開的紙片從同一高度自由下落（輕重相同而下落快慢不同）； 學生二：c、將一張紙片揉成一個紙團， 把兩張展開紙片粘在一起 ，與紙團從同一高度自由下落。（物體輕但下

6、落快）。 結論：物體下落過程的運動情況與物體的輕重（或質量）無關。 過渡：那是什么因素導致現實生活中的物體下落得有快有慢呢？是空氣阻力的原因？在沒有空氣的空間里物體下落沒有受到阻力的作用，它只受到重力的作用，物體下落情況又是怎樣的呢？ （3）“牛頓管”實驗：探究真空中不同物體的下落 （提示學生注意“聽”和“看”） 結論：影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。 2. 自由落體運動 （1） 概念引入 師：由于落體運動要受到空氣阻力影響，要想研究落體運動就必須排除空氣阻力，那么如果物體在下落過程中忽略空氣阻

7、力，物體的受力有什么特征呢？ （2） 自由落體運動 師生總結：物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。 師：自由落體運動的特點是怎樣的？（提示學生從描述物體運動的物理量：位移、速度、加速度等方面概括） 師生互動得出： 自由落體運動的特點是：（1）初速度為零；（2）只受重力作用（沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計） （沒有空氣的空間在我們日常生活中一般是見不到的，這是一種理想的狀態(tài)，在有空氣的空間，如果空氣阻力很小很小，物體下落也可以近似看成自由落體運動。 3. 記錄自由落體運動軌跡 實驗與探究：P28 利用打點計時器探究自由落體運動的

8、運動性質和規(guī)律 （1） 猜想與假設 師：對于運動問題，我們一般會關注哪兩個物理量之間的關系呢？ 生：一般我們最關注的是速度、位移隨時間的變化規(guī)律。 師：下面我們一起來探究自由落體運動，而研究自由落體運動要從自由落體運動的軌跡開始研究。 首先，我們要模擬一個自由落體運動，可以讓一重物從一定高度自由下落，大家可以猜想一下，認為自由落體運動的規(guī)律是什么呢？ 生猜想： 師過渡：究竟哪個猜想才是正確的呢？我們必須要用實驗來驗證。 （2） 引問： 若要研究某種運動的規(guī)律時，我們可采用怎樣的器材？ 學生：利用打點計時器 （3）組織學生分組實驗：利用打

9、點計時器記錄重物的下落過程。并跟學生討論實驗的注意事項。 附注意事項： 1、打點計時器安裝要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力； 2、應先開電源讓打點計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落； 3、手捏紙帶松手之前，不要晃動，保證打出的第一個點清晰； 4、多打幾條紙帶，選取所打點跡清晰，呈一條直線的紙帶進行研究。 （3）思考課本問題：P28 初步分析紙帶可獲取信息： 1）軌跡——直線，運動方向——豎直向下； 2）變速——速度越來越大——比較連續(xù)相等時間內的位移 （4）引導思考討論： 學生討論完成課本P28實驗與探究問題2，根據已有經驗，學生知道研究運動規(guī)律方法

10、之一就是尋找位移與時間的關系，故可想到作s—t圖象來分析推測自由落體的規(guī)律。 4.作業(yè)： 課本P28 3 用圖象處理實驗數據：記起點為0，在紙帶上找出清晰的六點分別標上A、B、C、D、E、F，自行設計表格，記錄從O點到A、B、C、D、E、F所通過的位移所對應的運動時間。 0A OB OC OD OE OF s（cm） t(s) t2(s2) 第二節(jié) 自由落體運動規(guī)律的猜想與驗證 一、教學目標 1.知識與技能 （1）認識自由落體運動，知道

11、影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。 （2）能用打點計時器或其它實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。 （3）初步了解探索自然規(guī)律的科學方法。培養(yǎng)學生的觀察、概括能力。 2.過程與方法 通過對落體運動的實驗探究，初步學習使用控制變量法。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）調動學生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。 （2）滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型——自由落體。 二、教材分析 教學重點：掌握自由落體運動的規(guī)律，并能運用其解決實際問題 教學難點：理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題 教學方

12、法：討論歸納法 課時安排： 三、教學過程 （一）新課引入 1．測量反應時間 （1）課前制作好“測反應時間尺”； 引問：一般刻度尺是用來測量什么的呢？ 學生回答：測量長度 教師：老師手中的這把尺很神奇，它不僅可以測量長度，還能測量時間。并且能測出同學們大腦反應的時間，誰想知道自己的大腦反應時間是多少？可以用我這把尺來測測。 學生：玩“測反應時間”的游戲 （2）引入課題 師：我放手后，尺子做什么運動呢？ 生：落體運動，也可以近似地看成是自由落體運動。 過渡：同學們一定想知道這把尺為什么能測出你的反應時間，如果我們知道了自由落體運動的規(guī)律，也就知道了它的“奧

13、妙”。上節(jié)課我們通過實驗探究，利用打點計時器記錄了自由落體運動的軌跡，下面我們通過分析紙帶的信息來得到自由落體運動的規(guī)律。 （二）新課教學 1. 猜想與假設 物體做自由落體運動時，其速度的方向不變，大小不變，這是一種變速直線運動，而做自由落體運動的物體，只受到重力的作用，這個力是不變的，于是我們猜想：自由落體運動是勻變速直線運動。 2. 對假設進行驗證 （1） 理論分析：若自由落體是勻變速直線運動，則a=恒量，下面請同學們根據以前學過的圖像知識，推導出勻變速直線運動的位移公式。 學生：進行公式的推導： 因為物體做自由落體運動的初速度為0，所以其位移：

14、 從位移公式中可得：若物體做初速度為零的勻加速直線運動，則其位移與時間的平方成正比，只要我們根據紙帶紀錄的運動信息作出s—t2的曲線，若曲線為一直線，即驗證了自由落體運動是勻加速直線運動，且初速度為0。 （2） 學生根據上面的理論分析對自己的紙帶進行信息處理。 3. 得出總結： （1） 在誤差范圍內，作出s—t2為一條經過原點的直線，所以自由落體運動為初速度為零的勻加速直線運動，其中圖像的斜率為a/2。 （2） 學生根據圖象求出斜率，得出加速度a的值。 4．自由落體運動規(guī)律 （1）自由落體運動為初速度為零的勻加速直線運動。 （2）重力加速度 為了區(qū)別一般情況下

15、物體的加速度，用g來表示自由落體運動的加速度，g 稱為重力加速度。 g =9.8m/s2 粗略地計算，我們可以取g =10m/s2 方向總是豎直向下 （3） 在同一地點，任何物體的重力加速度相同．在地球的不同地點，緯度越高，重力加速度越大。（學生完成學習指導p29 拓展與提升，總結出規(guī)律） （4） 自由落體運動的速度公式，位移公式： 5．自由落體規(guī)律的應用 （1）學生分析測量反應時間的奧妙:讓學生知道尺子的其始位置在哪里？如何便于測量下落的高度？怎樣測量出反應時間？ （2）P31討論與交流 （三）小結：本節(jié)課我們推導出自由落體運動的規(guī)律，并學會了運用其解決實際問題 （四）作業(yè)：1.課本P33練習，其中3、4做在作業(yè)本上 2.學習指導P26-29