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2019-2020年高中物理《自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律》教案2 粵教版必修1 課題：自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 教學(xué)目標(biāo)： 1．知識(shí)與技能： （1）理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)； （2）理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同； （3）掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 2．過程與方法 （1）通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究，學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息； （2）通過自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)物理變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)分析、推理能力。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀： （1）經(jīng)歷對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程，體驗(yàn)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性； （2）經(jīng)歷對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探究過程，體會(huì)人類對(duì)客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣。 教學(xué)知識(shí)點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 教學(xué)重點(diǎn)： 1、用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2、引導(dǎo)學(xué)生將圖象結(jié)論和公式推導(dǎo)結(jié)論聯(lián)系起來。 3、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)： 1、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，根據(jù)圖象分析物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 2、如何將圖象結(jié)論和公式結(jié)論聯(lián)系起來。 教學(xué)方法：推導(dǎo)法、講授法、圖像法 教學(xué)過程： 一、課程引入 xx年9月，經(jīng)世界各國(guó)物理學(xué)家提名，評(píng)出歷史上最美麗的10個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)時(shí)間順序?qū)?0個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排序如下： 第七：埃拉托色測(cè)量地球圓周長(zhǎng)：首次確定地球的尺度； 第二：伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)：證明輕重不同的物體同時(shí)落地； 第八：伽利略的速度實(shí)驗(yàn)：證明的關(guān)系； 第四：牛頓的棱鏡分解太陽(yáng)光：證明白光由各色光組成； 第六：卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)：測(cè)定萬(wàn)有引力常量； 第五：托馬斯.楊的干涉實(shí)驗(yàn)：證明光有波動(dòng)性； 第十：米歇爾.傅科的鐘擺實(shí)驗(yàn)：證明地球自轉(zhuǎn)； 第三：羅伯特.密立根的油滴實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電子電量； 第九：盧瑟福的發(fā)現(xiàn)核子實(shí)驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu)； 第一：托馬斯.楊的雙縫演示應(yīng)用于電子干涉實(shí)驗(yàn)：證明波粒二象性。 而伽利略就被選中了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，這是一件了不起的事情。輕重不同的兩個(gè)鐵球從比薩塔掉下來同時(shí)著地，這個(gè)上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)；那么，從比薩塔自由下落的物體在運(yùn)動(dòng)的過程中遵循什么樣的規(guī)律呢？ 【復(fù)習(xí)】 回顧上節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn)： 1、落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)。 2、自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：（1）只在重力作用下；（2）初速度為零。 3、自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄（大家可以看課本中圖2-2-1）： 上節(jié)課我們記錄的自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡就是為這節(jié)課探索自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律做準(zhǔn)備的。自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶上點(diǎn)的軌跡都在一條直線上，所以自由落體運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)。 【大膽猜想】 由教材圖2-2-1所得到的紙帶可知，物體做的自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度在逐漸增大（相等時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移在增加），進(jìn)一步研究可以發(fā)現(xiàn)，相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差大致相等（3.8mm或3.9mm），又因?yàn)樗皇艿街亓ψ饔茫谑强梢圆孪耄鹤杂陕潴w運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)。 【科學(xué)推理】 方法一：面積法求位移： 通過自由落體運(yùn)動(dòng)的圖像來表示，如下圖： V(m*s-1) Vt 位移 0 t(s) ,而，所以 方法二：數(shù)學(xué)推導(dǎo)： 因?yàn)槌跛俣龋?①，②，由①②得， 另一重要的公式（）： 【科學(xué)驗(yàn)證】 怎樣驗(yàn)證上面的猜想呢？ 方法一： 通過以上初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式可知，設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為a，則，是一個(gè)常數(shù)，即可表示為：。如果我們求得自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比，那么就可以求得加速度的大小，從而驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 通過研究紙帶上每一個(gè)位移和時(shí)間的測(cè)量，可以發(fā)現(xiàn)位移和時(shí)間的平方是成正比關(guān)系的，所以自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的，進(jìn)而計(jì)算出物體的加速度，從而驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 方法二： （）： 教材圖2-2-1所得到的紙帶所示的B、C、D、E、F所有的位移以及所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，就可以由上式求得經(jīng)過該點(diǎn)時(shí)的瞬間速度。通過求得的各點(diǎn)的瞬時(shí)速度可知，速度的增加量是均勻的，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念可知，就可以證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 二、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 在上一節(jié)的牛頓管的實(shí)驗(yàn)中，我們知道：在真空中，只在重力的作用下，各物體由靜止下落時(shí)快慢相同，這說明了它們的加速度是相同的。 重力加速度g： 由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算加速度： 由可得： (教師先用一組數(shù)據(jù)計(jì)算，學(xué)生分組再用其它的數(shù)據(jù)計(jì)算) 可以求得加速度的大小是差不多一樣的，如果實(shí)驗(yàn)的誤差較小，可測(cè)得g=9.8。 我們用g來表示自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，g稱為重力加速度。 大小：g=9.8(粗略計(jì)算時(shí)，我們?nèi)=10) 方向：豎直向下 【說明】 地點(diǎn) 緯度 重力加速度g(m／s2) 赤道 00 9.780 廣州 23006’ 9.788 武漢 30033’ 9.794 上海 31012’ 9.794 東京 35043’ 9.798 北京 39056’ 9.801 紐約 40040’ 9.803 莫斯科 55045’ 9.816 北極 900 9.832 通過觀察上圖，可知不同位置的加速度的大小情況： ①所有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，它們的加速度都是g； ②地球上同位置不同高度處的重力加速度是不同的，高度低處g大，高度高處g 小； ③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，緯度低處g小，緯度高處g大。 三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 所在可以推導(dǎo)出它的幾個(gè)公式： ⑴速度—時(shí)間公式： ⑵位移—時(shí)間公式： （g=9.8,粗略計(jì)算時(shí)可取g=10） 四、實(shí)際應(yīng)用 ⑴給你一枚石子和一塊秒表，你能否測(cè)出一口井的井口到井里水面的深度？ 答：可以。利用自由落體運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式來測(cè)量。 首先，讓石子從井口做自由落體運(yùn)動(dòng)，用秒表記錄石子從井口到水面的時(shí)間。再將時(shí)間代入公式進(jìn)行計(jì)算可求得井的深度。 測(cè)量誤差分析：①秒表記錄的時(shí)間包括聲音從水面?zhèn)鞑サ蕉涞穆曇簦? ②人有一定的反應(yīng)時(shí)間。 ⑵高空墜物 5月31日，在南山區(qū)發(fā)生了一件慘?。阂粋€(gè)放學(xué)的小學(xué)生，跟同伴走在路上，突然被樓上墜落的一塊玻璃砸到腦袋，當(dāng)場(chǎng)死亡。那一天剛好是一年一度的端午節(jié)，家家戶戶團(tuán)圓的好佳節(jié)，第二天還是小朋友最喜歡過的節(jié)日---六一兒童節(jié)，然后，花朵一樣的年齡，他卻這樣凄涼地離開了人世。 高空墜物，在深圳時(shí)常都有發(fā)生。深圳的房子都是高層，連最差勁的農(nóng)民房也有七、八層。而那些人，因?yàn)閼?，因?yàn)闆]有公德心，因?yàn)槭韬龅鹊仍?，?jīng)常都隨手把一些垃圾往樓下扔，輕點(diǎn)的扔些果皮、紙斤，重點(diǎn)的扔酒瓶、塑料罐，全然不顧在樓下走動(dòng)的人的安全。而這些東西，輕則傷到人，重則搞到人死亡，而南山的那個(gè)小學(xué)生事件就是一件慘劇。 從樓上掉下的物品究竟能給人造成什么傷害呢？ 例：從六樓無初速掉下一個(gè)果核，每層樓高為3m，求果核下落到地面時(shí)的速度大約是多少？（g=10） 解： 這個(gè)速度意味著什么呢？ 汽車一般行使的速度約為60km/h，也就是16.67m/s。果核從六樓掉下來的速度比汽車一般行使的速度還要大。（對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)公德教育） ⑶反應(yīng)時(shí)間的測(cè)定 1.思考一下，測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的原理是什么？ 2.請(qǐng)同學(xué)們兩人一組親自動(dòng)手做一次，測(cè)定自己的反應(yīng)時(shí)間。 五、板書設(shè)計(jì) 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一、復(fù)習(xí) 二、用圖象法探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1、s-t 圖象。結(jié)論：不是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 2、s-t2圖象。結(jié)論：S∝t2，即S=kt2 三、落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的驗(yàn)證 1、猜想：是勻變速直線運(yùn)動(dòng)嗎？ 2、假設(shè)：自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3、驗(yàn)證：（）：，速度變化是均勻的 4、結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 四、重力加速度 大?。篻=9.8，粗略的可取g=10 方向：豎直向下 五、應(yīng)用：井深測(cè)量、高空墜物以及反應(yīng)時(shí)間測(cè)量 六、教學(xué)思想： 1、本節(jié)課是學(xué)生體會(huì)完整科學(xué)探究過程的良好機(jī)會(huì)，因此在這節(jié)課過程中，要盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。我逐步引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的好奇心，環(huán)環(huán)相扣，讓他們體驗(yàn)科學(xué)探究的整個(gè)過程。 2、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是高中階段的學(xué)生應(yīng)掌握的基本方法，學(xué)生剛學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的圖象不久，這里就可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖的訓(xùn)練。 3、學(xué)會(huì)如何分析圖象， 4、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活聯(lián)系起來，因此我設(shè)計(jì)了井深測(cè)量、高空墜物以及反應(yīng)時(shí)間測(cè)量等規(guī)律應(yīng)用例子。 5、在高空墜物的例子中，用學(xué)生算出的數(shù)據(jù)說話，對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)公德教育，提高學(xué)生的道德素質(zhì)。