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1、第二章 勻變速直線運動的研究
第4節(jié) 自由落體運動
安徽省臨泉第一中學(xué) 郭雪鵬
一、 教學(xué)內(nèi)容分析
《自由落體運動》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》必修課程必修1模塊中“機械運動與物理模型”主題下的內(nèi)容,課程標(biāo)準(zhǔn)要求為:通過實驗,認(rèn)識自由落體運動規(guī)律。結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容,認(rèn)識物理實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用。查閱資料,了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)解讀》對這部分內(nèi)容的解讀為:自由落體運動是在沒有空氣阻力時物體的下落運動,自由落體運動是加速度為g的勻加速直線運動。這兩個結(jié)論都需要通過實驗獲得認(rèn)識。學(xué)生應(yīng)該了解伽
2、利略對自由落體運動的貢獻,認(rèn)識物理實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用。
自由落體運動是勻變速直線運動的特例,本節(jié)課的教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識解決實際生活中的問題,組織學(xué)生進行科學(xué)探究活動,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題、尋找規(guī)律的能力。本節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課,培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課,聯(lián)系生活的應(yīng)用課,也是后面課程知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課。
二、 學(xué)情分析
學(xué)生剛學(xué)完勻變速直線運動的規(guī)律,需要一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律,對自由落體運動的研究適應(yīng)這一要求。學(xué)生對于生活中的下落運動非常熟悉,很容易把二者混淆,對自由落體運動產(chǎn)生一些錯誤的認(rèn)識,這種認(rèn)識只是表面上的感性認(rèn)識,需要通過實驗進
3、一步理性學(xué)習(xí)。本節(jié)課從人類對自由落體運動的認(rèn)識歷史引入,介紹亞里士多德、伽利略的研究方法,強調(diào)對自由落體運動的理解,讓學(xué)生對自由落體運動有全面清除的認(rèn)識。
三、 教學(xué)目標(biāo)
1.學(xué)生觀看牛頓管的演示實驗和月球上自由落體視頻,認(rèn)識到忽略空氣阻力后物體下落快慢想通過,與質(zhì)量無關(guān)。
2.學(xué)生理解自由落體運動的含義,知道自由落體運動的條件。
3.學(xué)生通過實驗探究理解自由落體運動是加速度不變的勻加速直線運動。
4.學(xué)生類比勻變速直線運動,掌握自由落體運動的規(guī)律,能在生活情境中提取自由落體運動的模型,用相關(guān)知識解決實際問題。
四、 教學(xué)重難點
教學(xué)重點:自由落體運動的性質(zhì)和物理規(guī)律
教學(xué)難點
4、:在實際生活情景中建立落體運動模型,運用落體運動規(guī)律解決實際問題。
教學(xué)方法:講授法、實驗探究、啟發(fā)式教學(xué)、小組合作
五、 教學(xué)過程
環(huán)節(jié)
情境
問題
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
新課導(dǎo)入
播放高空拋物傷人視頻
從高空落下的物體為何具有這么大的破壞力?
播放視頻,提出問題。
介紹《中華人民共和國民法典》第一千二百五十四條內(nèi)容。
觀看視頻,思考問題。
用真實案例引入新課,激發(fā)學(xué)生探究的興趣
自由落體運動
亞里士多德觀點和伽利略的邏輯推理
伽利略的邏輯推理過程是怎樣的?
介紹亞里士多德觀點:物體下落快慢與重量有關(guān),重的物體下落快。
動畫演示伽利略的
5、邏輯推理過程
閱讀教材45頁內(nèi)容,了解伽利略的邏輯推理過程。
讓學(xué)生了解邏輯推理與實驗結(jié)合的物理學(xué)研究方法
演示實驗
讓一元硬幣和紙片從同一高度下落;將紙片和硬幣從一高度下落;紙片和紙團從同一高度下落。
從演示實驗?zāi)艿玫绞裁唇Y(jié)論?重的物體和輕的物體下落快慢相同嗎?
演示紙片、紙團和硬幣從同一高度下落。
提出猜想:如果沒有空氣阻力,重的物體和輕的物體下落快慢相同。
觀察演示實驗現(xiàn)象,思考問題:物體下落時受到空氣阻力影響,無法得出確切的結(jié)論
通過實驗讓學(xué)生認(rèn)識到空氣阻力對研究落體運動帶來了困難
實驗驗證
牛頓管演示實驗;
阿姆斯特朗在月球同時釋放羽毛和手錘視頻;
NASA
6、真空實驗室羽毛和保齡球自由落下動態(tài)圖片
忽略空氣阻力,重的物體和輕的物體下落快慢相同嗎?
演示牛頓管實驗,播放視頻。提出問題:沒有空氣阻力時,物體下落快慢和質(zhì)量有關(guān)嗎?
認(rèn)真觀察演示實驗和視頻,思考問題,得出結(jié)論:不考慮空氣阻力,所有物體下落快慢相同,與質(zhì)量無關(guān)。
通過實驗觀察,澄清學(xué)生關(guān)于落體運動與質(zhì)量有關(guān)的錯誤前概念,形成正確的認(rèn)識
歸納總結(jié)
自由落體運動的概念
自由落體運動是什么樣的運動?如何設(shè)計實驗探究自由落體運動的規(guī)律。
總結(jié)自由落體運動含義:①無初速度②只受重力
③理想化物理模型
設(shè)計實驗時應(yīng)注意哪些問題讓重物的運動近似為自由落體運動?
根據(jù)教師講解理解自由落
7、體運動的概念。對自由落體運動的性質(zhì)提出猜想。
為忽略空氣阻力,選擇的物體質(zhì)量應(yīng)較大,截面積較小,減小空氣阻力.
形成對自由落體運動的正確概念,用實驗探究研究落體運動的規(guī)律
分組合作、實驗探究
探究自由落體運動的規(guī)律
將學(xué)生分成小組,4人一組;介紹實驗裝置和原理,數(shù)據(jù)處理方法。學(xué)生完成實驗后,選小組代表匯報實驗結(jié)果和得出的實驗結(jié)論
分組合作,完成探究實驗,繪制落體運動的速度-時間圖像
讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程
總結(jié)歸納
自由落體加速度
自由落體加速度是初速度為0的勻加速直線運動。講解自由落體加速度,與緯度有關(guān),緯度越高,自由落體加速度數(shù)值越大。
觀察不同地點自由落體
8、加速度的數(shù)值,猜想原因。
寫出自由落體運動的規(guī)律:速度-時間關(guān)系、位移-時間關(guān)系、速度-位移關(guān)系
思考與討論
自由落體運動的規(guī)律
自由落體運動是加速度為g的勻加速直線運動,自由了落體運動有哪些規(guī)律?速度、位移隨時間如何變化?
提出問題,寫出自由落體運動的速度-時間關(guān)系、位移時間關(guān)系和速度-位移關(guān)系
根據(jù)勻變速直線運動,寫出自由落體運動規(guī)律:
v=gt
x=gt2
v2=2gx
將勻變速直線運動應(yīng)用于自由落體運動,發(fā)展學(xué)生遷移應(yīng)用能力
例題講解
課堂練習(xí)1
例題1 從離地面500m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2.求(不計空氣阻力):
(1)落到地
9、面的時間;
(2)自開始下落計時,在第1s內(nèi)的位移、最后1s內(nèi)的位移
練習(xí)1
展示例題1,分析題目情境,示范求解過程。
認(rèn)真聆聽教師分析過程,如何繪制示意圖,觀察求解、解答書寫等。
求解練習(xí)1
將自由落體運動規(guī)律應(yīng)用于具體情境,發(fā)展學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決實際問題的能力
課堂小結(jié)
布置作業(yè)
總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容:
1.自由落體運動的含義
2.自由落體加速度
3.自由落體運動規(guī)律
回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容
六、 板書設(shè)計
§ 2.4 自由落體運動
一、 自由落體運動
條件:①只受重力;②無初速度 ③理想模型
二、 自由落體加速度
g=9.8m/s2,豎直向下
三、自由落體運動感規(guī)律
v=gt x= gt2 v2=2gx
七、 教學(xué)反思
學(xué)生生活經(jīng)??吹铰潴w運動,例如樹葉下落、球的下落等,這些生活經(jīng)驗對學(xué)生的學(xué)習(xí)有積極作用,也有消極作用,教學(xué)過程要重視對學(xué)生錯誤前概念的分析,讓學(xué)生意識到空氣阻力在落體運動的作用,然后建立自由落體運動的理想模型。在探究自由落體運動的規(guī)律時,要讓學(xué)生充分交流,表達意見,提出實驗方案,在此基礎(chǔ)上教師補充完善,將前面學(xué)習(xí)過的打點計時器知識應(yīng)用在此處,提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力,教師不能包辦代替。
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