《高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng)教材分析素材 粵教版必修1(通用)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng)教材分析素材 粵教版必修1(通用)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、探究自由落體運(yùn)動(dòng)教材
自由落體運(yùn)動(dòng) 教材分析
【學(xué)習(xí)任務(wù)分析】
本節(jié)內(nèi)容是對(duì)前幾節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)和研究方法的應(yīng)用和提升。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生合作實(shí)驗(yàn),分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),明確重力加速度的意義,不僅使學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識(shí)和規(guī)律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,而且使學(xué)生在獨(dú)立獲取物理知識(shí)、探究物理規(guī)律、解決物理問(wèn)題等方面獲得具體的成果,體驗(yàn)科學(xué)研究的方法,讓學(xué)生得到成功的體驗(yàn),享受成功的愉悅,激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和責(zé)任感。
本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生思考研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)原理和方法,特別是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄運(yùn)動(dòng)軌跡和時(shí)間的方法及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、結(jié)論得出、誤差分析等實(shí)驗(yàn)方法。
2、本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)探究的思路、方法。
【學(xué)習(xí)者分析】
學(xué)生前面已認(rèn)識(shí)描述運(yùn)動(dòng)的基本物理量──位移、路程、速度、加速度,掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并且通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的研究,已體會(huì)到物理學(xué)研究問(wèn)題的一些方法,如運(yùn)用理想模型和數(shù)學(xué)方法(圖象、公式),以及測(cè)加速度、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方法。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)概括出自由落體運(yùn)動(dòng)的條件,滲透物理方法,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括、科學(xué)抽象能力。
2.通過(guò)學(xué)生的合作實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究方法(提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、總結(jié)交流結(jié)論成果),理解自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
3
3、.歸納出自由落體加速度的大小和方向,會(huì)判別不同地點(diǎn)重力加速度的大小。
4.運(yùn)用理想化方法,通過(guò)比較重力與空氣阻力的大小,將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為自由落體問(wèn)題。
5.會(huì)運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決自由落體的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的熱情,增強(qiáng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的意識(shí)。
【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】
讓學(xué)生利用已有的知識(shí)和方法,經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程,培養(yǎng)科學(xué)探究能力,體現(xiàn)物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)這一特點(diǎn),具體設(shè)計(jì)思路流程如右圖。虛線框內(nèi)為探究過(guò)程。
應(yīng)用
1.閃光照片
現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展為我們研究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)提供了更為科學(xué)的手段,請(qǐng)同學(xué)們看彩圖,彩圖是自由落體的小球的閃光照片按比例的縮小圖。(簡(jiǎn)
4、介閃光照相)照片上相鄰的球是相隔1/30秒的時(shí)間拍攝的,請(qǐng)大家用刻度尺測(cè)相鄰的每?jī)蓚€(gè)球之間的距離S,在計(jì)算出相鄰每?jī)啥蔚奈灰撇?,看是否是恒量?
(生:(測(cè)量、計(jì)算)是恒量,說(shuō)明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。)
2.能否找出剛才紙帶上所打的第一個(gè)點(diǎn)嗎?
(利用 只要距第二個(gè)點(diǎn)約為2 mm的點(diǎn))
3.為了測(cè)出井口到井里水面的深度,身邊沒(méi)有尺子,但有一秒表,如何粗略測(cè)量其深度??勺屢粋€(gè)小石塊從井口下落,若測(cè)得經(jīng)2s鐘聽(tīng)到石塊落到水面的聲音,求井口到水面的大約深。(不計(jì)聲音傳播的時(shí)間)(19.6米)
小結(jié):從這題中可以看到應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,我們可以把長(zhǎng)度測(cè)量問(wèn)題轉(zhuǎn)換為時(shí)間測(cè)量問(wèn)題。這是物
5、理學(xué)研究中常用的測(cè)量轉(zhuǎn)換方法。
4.(參見(jiàn)教科書(shū)44頁(yè)做一做)測(cè)定反應(yīng)時(shí)間:測(cè)人的反應(yīng)時(shí)間,一個(gè)人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。
可以用下面方法測(cè)定:請(qǐng)一位同學(xué)用兩個(gè)手指捏住木尺頂端,請(qǐng)你拳起一只手的手指在木尺的下部,作握尺的準(zhǔn)備,但手的任何部位都不要碰到木尺,當(dāng)看到那位同學(xué)放手時(shí),你立即握木尺,測(cè)出木尺下降的高度,就可以用自由落體規(guī)律求出反應(yīng)時(shí)間。假設(shè)測(cè)得某人握住木尺時(shí),木尺下降了20 cm,求該人的反應(yīng)時(shí)間。
5.測(cè)量“傻瓜”照相機(jī)曝光時(shí)間(參見(jiàn)書(shū)44頁(yè)做一做)
總結(jié):運(yùn)動(dòng)規(guī)律:公式:
比薩斜塔的故事
在伽利略的一生中,發(fā)生過(guò)許多被后世紀(jì)念和記載的事件,
6、也許最流行的故事是1591年在比薩斜塔頂上進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
比薩城里有一座斜塔,拔地之后,卻向一邊斜去。這塔建于1174年,開(kāi)始還是直的,但建到三層時(shí)開(kāi)始偏斜,只好停工。過(guò)了94年后人們終不死心,又繼續(xù)施工。最后共修了八層,高54.5米,重14200多噸。沒(méi)想到這個(gè)偶然的施工錯(cuò)誤,倒建造了世界上獨(dú)一無(wú)二的名勝。
在伽利略之前,一切科學(xué)、哲學(xué)問(wèn)題,全部包括在亞里士多德(前384~前322)的學(xué)說(shuō)里。后者可是一位古圣人,他的思想被奉為金科玉律。當(dāng)時(shí),要是有學(xué)生提出一個(gè)問(wèn)題,老師只消一句話:“這是亞里士多德說(shuō)的”,問(wèn)者便不敢再生懷疑。而伽利略卻與眾不同,凡事,不但喜歡多想一想,還要去試一試。他的
7、父親是一位數(shù)學(xué)家和音樂(lè)家,因家境貧寒,不讓他再學(xué)不能賺錢的音樂(lè)和數(shù)學(xué),而送他到比薩大學(xué)去學(xué)醫(yī)??墒?,他學(xué)醫(yī)不用功,卻對(duì)數(shù)學(xué)、物理格外有心。21歲那年,父親見(jiàn)他這樣不聽(tīng)話,一生氣,再不給他學(xué)費(fèi),他只好退學(xué)。但是,四年之后,因他的數(shù)學(xué)、物理方面自學(xué)的成就,伽利略被母校聘請(qǐng)回去任數(shù)學(xué)教授。他一登上大學(xué)講臺(tái),可不是像其他人那樣照宣亞里士多德的教條,而是大力提倡觀察和實(shí)驗(yàn)。這在當(dāng)時(shí)的學(xué)者看來(lái),簡(jiǎn)直是一個(gè)不知天高地厚的瘋子。1590年,25歲的伽利略,對(duì)亞里士多德的一個(gè)經(jīng)典理論提出懷疑。亞氏說(shuō),如果把兩件東西從空中扔下,必定是重的先落地,輕的后落地。伽利略卻認(rèn)為是同時(shí)落地。這自然沒(méi)有人信他的,于是他決心搞
8、一次實(shí)驗(yàn),讓人們親自看看。
年輕的伽利略宣布要進(jìn)行一次試驗(yàn),一群教授大為不滿,便一起到校長(zhǎng)面前告他的狀。校長(zhǎng)轉(zhuǎn)念一想,這樣也好,讓他當(dāng)眾出一次丑,也好殺殺他的傲氣。這時(shí),早有一群喜歡新奇的學(xué)生,將他們的老師伽利略擁到塔下。一會(huì)兒,伽利略便爬上斜塔七層的陽(yáng)臺(tái)。塔下已是人頭攢動(dòng),比薩大學(xué)的校長(zhǎng)、教授、學(xué)生,還有許多看熱鬧的市民,將斜塔圍了個(gè)水泄不通。就在這時(shí),也還是沒(méi)有一個(gè)人相信伽利略會(huì)是對(duì)的。人們正在疑惑,只見(jiàn)伽利略將身子從陽(yáng)臺(tái)上探出,左右雙手各拿一個(gè)鐵球,一個(gè)比另一個(gè)要重十倍。當(dāng)他兩手同時(shí)撒開(kāi)時(shí),只見(jiàn)這兩只球從空中落下,齊頭并進(jìn),眨眼之間,“咣當(dāng)”一聲,同時(shí)落地。塔下的人,一下子都懵了。先是
9、寂靜了片刻,接著便嗡嗡地嚷作一團(tuán)。這時(shí),伽利略從塔上走下來(lái),校長(zhǎng)和幾個(gè)老教授立即將他圍住說(shuō):“你一定是施了什么魔術(shù),讓兩個(gè)球同時(shí)落地。亞里士多德是絕對(duì)不會(huì)錯(cuò)的?!辟だ哉f(shuō):“如若不信,我還可以上去重做一遍,這回你們可要注意看著。”校長(zhǎng)說(shuō):“不必做了,亞里士多德全是靠道理服人的。重東西當(dāng)然比輕東西落得快,這是公認(rèn)的道理。就算你的實(shí)驗(yàn)是真的,但它不符合道理,也是不能承認(rèn)的?!辟だ哉f(shuō):“好吧,既然你們不相信事實(shí),一定要講道理,我也可以來(lái)講一講。就算重物下落比輕物快吧,我現(xiàn)在把這兩個(gè)球綁在一起,從空中扔下,按照亞里士多德的道理,你們說(shuō)說(shuō)看,它落下時(shí)比重球快呢還是比重球慢?”
校長(zhǎng)不屑一答地說(shuō)道:“
10、當(dāng)然比重球要快!因?yàn)樗侵厍蚣虞p球,自然更重了?!?
這時(shí)一個(gè)老教授忙將校長(zhǎng)的衣袖扯了一下,擠上前來(lái)說(shuō):“當(dāng)然比重球要慢。它是重球加輕球,輕球接拉它,所以下落速度應(yīng)是兩球的平均值,介乎重球和輕球之間。”
伽利略這時(shí)才不慌不忙地說(shuō)道:“可是世上只有一個(gè)亞里士多德啊,按照他的理論,怎么會(huì)得出兩個(gè)不同的結(jié)果呢?”校長(zhǎng)和教授們面面相覷,半天說(shuō)不出話來(lái)。一會(huì)兒才突然醒悟到,他們本是一起來(lái)對(duì)付伽利略的,怎么能在伽利略面前互相對(duì)立起來(lái)呢?校長(zhǎng)的臉一下紅到脖根,氣急敗壞地喊道:“你這是強(qiáng)辯,放肆!”這時(shí)圍觀的學(xué)生轟的一聲大笑起來(lái)。伽利略還是不動(dòng)火,慢條斯理地說(shuō):“看來(lái)還是亞里士多德錯(cuò)了!物體從空中自由落下時(shí)不管輕重,都是同時(shí)落地,就是說(shuō)物體無(wú)論輕重,它們的加速度是相同的?!?后來(lái)測(cè)得是9.8m/s2)