2.5 自由落體運(yùn)動教案焦順生教材分析本課采用人民教育出版社高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)第二章第五節(jié)的內(nèi)容。 在此之前，教材已經(jīng)安排了勻變速直線運(yùn)動的內(nèi)容和勻變速直線運(yùn)動的內(nèi)容。 研究方法物理資源網(wǎng)，點定時器的使用和紙帶的處理，因此自由落體運(yùn)動可以解釋為勻變直線運(yùn)動的具體例子。 因此，本課不僅是對之前所學(xué)知識的回顧和運(yùn)用，也為以后學(xué)習(xí)平拋等復(fù)雜動作打下了基礎(chǔ)。 本課的內(nèi)容主要是組織學(xué)生進(jìn)行探究活動，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題和探索規(guī)律的能力，同時教育學(xué)生科學(xué)方法和科學(xué)思想。 本課程還包含大量的實驗，起到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會如何學(xué)習(xí)物理的作用。 學(xué)習(xí)情況分析 在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動、打點定時器的使用以及膠帶處理的相關(guān)知識。 作為勻變速直線運(yùn)動的特殊強(qiáng)度，自由落體運(yùn)動的基本研究方法與研究勻變速直線運(yùn)動的方法是一致的。 因此，學(xué)生已經(jīng)具備了接受自由落體運(yùn)動知識的能力。 這個時候介紹這個內(nèi)容恰到好處。 然而，該課程主要針對高中一年級學(xué)生。 這些學(xué)生已經(jīng)有了一些實際的生活經(jīng)驗。 通常學(xué)生會認(rèn)為物體越重，下落的速度就越快。 這種錯誤的“前置觀念”直接影響了本節(jié)的學(xué)習(xí)。 同時，學(xué)生的抽象思維相對較弱，因此教師需要通過演示正確合理的實驗來創(chuàng)設(shè)物理情境，創(chuàng)造出一定的具體形象模型，幫助學(xué)生構(gòu)建正確的自由落體運(yùn)動概念，摒棄干擾。之前的概念。
教學(xué)目標(biāo) 1.知識與能力 （1）了解自由落體運(yùn)動及自由落體運(yùn)動的本質(zhì)； (2)了解重力加速度及其大小和方向； (3)掌握自由落體運(yùn)動規(guī)律； （4）培養(yǎng)學(xué)生綜合、推理、判斷等分析和思維能力。 2.過程與方法 通過牛頓管演示實驗，學(xué)生可以觀察不同重量的物體在真空中的下落過程，總結(jié)自由落體運(yùn)動的定義，并實際測量重物自由落體的加速度等探索性活動學(xué)生體驗科學(xué)推理和科學(xué)實驗。 自然規(guī)律的重要方法和手段。 3.情感態(tài)度和世界觀。 感受前人（亞里士多德）崇尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。 促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確世界觀。 教學(xué)重點 （1）物體自由落體運(yùn)動的加速度g （2）自由落體運(yùn)動規(guī)律。 教學(xué)難點 （1）實驗過程中的科學(xué)猜想、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、合理外推，得到自由落體運(yùn)動的性質(zhì) （2）自由落體運(yùn)動定律的應(yīng)用。 教學(xué)方法本班教學(xué)方法主要采用講授法和實驗探究法。 通過老師生動、有啟發(fā)性的講解和各種實驗的配合，啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性。 知道。 同時在傳授知識的同時滲透探究的思想，在探究過程中傳授必要的物理知識。 對學(xué)生來說，采取“提出問題、猜想、實驗、研究、分析、論證得出結(jié)論”的學(xué)習(xí)方法。 實驗探究是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 同時設(shè)計了一系列的對比實驗，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突和解決沖突。 在以往概念的沖突中，逐步構(gòu)建正確的知識體系，引導(dǎo)學(xué)生理解學(xué)習(xí)物理的一般方法。
教學(xué)設(shè)備：牛頓管、氣泵、紙張、鐵架、打點計時器（帶復(fù)印紙）、紙帶、砝碼、海綿墊、接線板、秤、多媒體。 教學(xué)過程 （一）新課程介紹 教師：我們學(xué)會了勻速直線運(yùn)動的規(guī)律，這個規(guī)律可以用三個重要的公式來體現(xiàn)。 讓學(xué)生先寫出來，然后通過多媒體演示： 1 22 2v = v + atx = vt + atv - v = 今天我和大家一起學(xué)習(xí)一個勻速直線??運(yùn)動的例子─自由落體運(yùn)動。 （二）新課程教學(xué) 1、什么是自由落體？ （演示實驗：讓一張紙和一個小鋼球同時自由下落，可以看到什么現(xiàn)象？） 學(xué)生：鋼球下落的速度很快。 師：這就是我們的人生經(jīng)歷。 似乎很容易得出“重的物體比輕的物體下落得快”的結(jié)論。 這也是古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點。 這種觀點導(dǎo)致人們在2000多年來得出錯誤的結(jié)論。 300多年前，伽利略進(jìn)行了大量實驗，證明了亞里士多德觀點的錯誤。 他拿起一個質(zhì)量是另一個鐵球10倍的鐵球，站在比薩斜塔上，使兩個鐵球同時從靜止?fàn)顟B(tài)下落。 按照亞里士多德的說法，重球應(yīng)該先落到地上，但實際上兩個球是同時落下的。 登陸。 師：請大家再看一下演示實驗。 將紙團(tuán)成球狀，讓小鋼球靜止落下。 學(xué)生再觀察。 學(xué)生：幾乎同時落地。
師：為什么同一張紙的形狀不同，下落的時間也不同？ 學(xué)生：這是因為空氣阻力的影響。 當(dāng)紙被揉成一團(tuán)時，它所受到的空氣阻力小于紙本身所受到的空氣阻力。 數(shù)量很多，所以幾乎和小鋼球同時落地。 師：如果把不同質(zhì)量和形狀的物體放在真空中，從同一高度自由落體會怎樣？ 我們來做一個實驗。 （演示實驗：我有一根長約1米的玻璃管（牛頓管），一端封閉，另一端有開關(guān)。玻璃管中放入不同形狀和質(zhì)量的小金屬片、小羽毛等管。）（1）。 打開開關(guān)，管內(nèi)有空氣。 如果把玻璃管倒過來會發(fā)生什么？ 學(xué)生：這些物體以不同的速度下落。 （2）。 如果將管內(nèi)幾乎所有的空氣抽出會發(fā)生什么（首先讓學(xué)生用抽氣機(jī)將管內(nèi)幾乎所有的空氣抽掉）？ 學(xué)生：下落速度是一樣的。 師：可見什么是自由落體運(yùn)動，物體下落快慢的原因是空氣的阻力。 指出在真空條件下，小物體的運(yùn)動是自由落體。 請學(xué)生根據(jù)剛才的過程和結(jié)論來定義“自由落體”。 學(xué)生：在真空中，僅受重力影響，物體從靜止?fàn)顟B(tài)垂直落下。 結(jié)論一：物體僅在重力作用下從靜止?fàn)顟B(tài)下落的運(yùn)動稱為自由落體。 這種運(yùn)動只能在沒有空氣的空間中發(fā)生； 在有空氣的空間中，如果空氣的阻力比較小，可以忽略不計，物體的下落也可以看作是自由落體運(yùn)動。
教師：牛頓管中的金屬片或小羽毛從靜止開始的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。 在空氣中，如小鋼球、小粉筆頭、小紙團(tuán)等，它們所受到的空氣阻力相對于它們的重力來說可以忽略不計，因此它們從靜止?fàn)顟B(tài)下落的運(yùn)動也是自由落體運(yùn)動。 老師：一張紙從空中靜止落下的運(yùn)動是自由落體嗎？ （示范） 學(xué)生：不可以，因為紙片上的空氣阻力相對于它的重力來說是不能忽略的。 結(jié)論二：在同一地點，所有物體的自由落體運(yùn)動是相同的。 例如，金屬片和小羽毛在牛頓管中的運(yùn)動是相同的； 小鋼球和紙球在空中的自由落體運(yùn)動也是一樣的。 2、自由落體運(yùn)動的性質(zhì)由上面的實驗和分析可知：自由落體運(yùn)動是一種V=0的加速運(yùn)動，0是什么加速運(yùn)動？ 通過實驗來研究它。 （學(xué)生分組實驗：重物自由落體，用打點計時器撞擊紙帶。） 教師：我們能否通過分析紙帶來判斷自由落體運(yùn)動是否為勻加速直線運(yùn)動？ 學(xué)生：是的。 由Δs=at2判斷。 師：請分組完成測量工作，然后根據(jù)測量結(jié)果告訴我你的結(jié)論。 （多媒體投影） s =?s =?s =?s =?1234s -s =?s -s =?s -s =?2 1３ 2４ ３ 在允許誤差范圍內(nèi) s -s ??= s -s ??= s - s =Δs=?2 1 3 2 4 3 學(xué)生：自由落體運(yùn)動是勻加速線性運(yùn)動。
師：你能找出它的加速度嗎？ 2 學(xué)生：是的，從 Δs=at 可以得到 a=？ （分組完成，分別說出結(jié)果。） 師：這個實驗操作起來很容易，但是很粗糙。 人們發(fā)明了許多先進(jìn)的實驗方法來研究自由落體運(yùn)動。 在這里，我向大家介紹一種更先進(jìn)的方法——頻閃攝影。 （看多媒體投影：這是一張自由落體（小球）的頻閃照片，照片上的相鄰圖像類似于同時拍攝的紙帶。通過分析，我們可以更準(zhǔn)確地計算出小球的加速度。） 總結(jié)：通過上面的分析，我們很容易得出自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，并且在同一位置，自由落體中的所有物體的加速度都是一樣的。運(yùn)動是一樣的。 這個加速度稱為自由落體加速度，也稱為重力加速度，通常用g表示。 師：請看課本第44頁的表格。 你獲得什么知識？ 學(xué)生：地球上不同緯度的g值隨著緯度的增加而增加。 通常g值為22±9.8m/s。 有時粗略計算也需要10m。 /sg 的方向是垂直向下。 3、自由落體運(yùn)動定律教師：由于自由??落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，請學(xué)生推導(dǎo)其速度公式、位移公式和位移速度公式。 22 學(xué)生：引入v=gth= (1/2)gt v =2gh4。 自由落體定律應(yīng)用實例：一個小球從距地面500m的空中自由落體。 取g=10 m2，求小球s： (1)落地后經(jīng)過的時間。
(2)著陸時的速度。 (3)自下降計時開始起，前1s的位移和后1s的位移。 解： (1) 由h= (1/2)gt2，可得下降時間：t=10s (2) 由v=gt=10×10m/s=100m/s22 (3) 第一個s中的位移： h = ( 1/2)gt= (1/2)×10×1 =5m11 因為從運(yùn)動開始后的前 9s 內(nèi)的位移為 22h = (1/2)gt = (1/2)×10 ×9 = 所以最后1s內(nèi)的位移為Δh = h - h =500m-405m=95m9 下一節(jié)作業(yè)預(yù)覽：學(xué)習(xí)伽利略關(guān)于自由落體運(yùn)動的研究過程，體驗和學(xué)習(xí)伽利略的探索精神和科學(xué)探究思想前輩，課后45小時完成作業(yè)頁題及練習(xí)3、4。板書設(shè)計（1）。 物體在下落過程中的運(yùn)動與物體的質(zhì)量無關(guān)。 (2) 物體僅在重力作用下從靜止?fàn)顟B(tài)下落的運(yùn)動稱為自由落體。 (3) 自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。 自由落體加速度g=9.8 m2s2 (4)、自由落體運(yùn)動定律及其應(yīng)用： Vt=gt h= (1/2) gt Vt2=2gh 教學(xué)反思 在教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用教材中的材料，生活中通過物理現(xiàn)象、設(shè)計有趣生動的實驗等創(chuàng)設(shè)良好情境，激發(fā)學(xué)生的提問意識，讓學(xué)生產(chǎn)生提問的欲望。
在自由落體運(yùn)動教學(xué)中，課堂上演示了生活中常見的跌落運(yùn)動，看到重物快速下落。 有些學(xué)生可能會質(zhì)疑重物不一定下落得快。 他們可以自己設(shè)計一些實驗來推翻這個觀點。 讓學(xué)生自己設(shè)計實驗，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性什么是自由落體運(yùn)動，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使他們樂于學(xué)習(xí)、勤于提問。 現(xiàn)在的教材也安排了很多探索性問題。 例如，自由落體運(yùn)動定律讓學(xué)生思考它會是什么樣的運(yùn)動。 學(xué)生可能認(rèn)為這是勻速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動或變加速度運(yùn)動。 然后讓事實說話并設(shè)計探索性實驗。 通過實驗，你可以自己發(fā)現(xiàn)這個定律——勻加速直線運(yùn)動。 最后，可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)測量重力加速度。 老師告訴同學(xué)們，通過后續(xù)的學(xué)習(xí)，可以知道地球表面不同地方的重力加速度是不同的，但差別并不大。 一般計算中，g=9.8m/s2或g=10m/s2也會讓學(xué)生感到困惑。 ，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)以下知識的興趣。 本課主要了解自由落體運(yùn)動的定義和條件。 我們知道，自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。 我們引入了自由落體運(yùn)動定律的三個公式。 我們希望學(xué)生能夠聯(lián)系以前的知識，靈活運(yùn)用。