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2019-2020年高中物理《探究自由落體運(yùn)動》教案3 粵教版必修1 課程標(biāo)準(zhǔn)的要求： 1.通過史實(shí)，初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。 2.經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)研究過程，……了解勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，體會實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)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(yùn)動，體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能 (1) 認(rèn)識自由落體運(yùn)動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動是在理想條件下的運(yùn)動。 (2) 能用打點(diǎn)計(jì)時器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。 2.過程與方法 由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，利用打點(diǎn)計(jì)時器，記錄下運(yùn)動的信息，為下一節(jié)定量地探究運(yùn)動規(guī)律做好準(zhǔn)備，同時讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)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(xué)重點(diǎn)：（1）理解自由落體運(yùn)動及其遵從的條件 （2）自由落體運(yùn)動軌跡的紀(jì)錄 教學(xué)難點(diǎn)：（1）理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動的條件 （2）紙帶上記錄的運(yùn)動信息的分析 教學(xué)方法：以日常生活經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)入目標(biāo)—實(shí)踐體驗(yàn)、分析討論—總結(jié)歸納，得出結(jié)論 教學(xué)用具：牛頓管，金屬片，紙片，打點(diǎn)計(jì)時器，紙帶，重物和刻度尺等 課時安排：1課時 三、教學(xué)過程 （一）新課引入——落體運(yùn)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(yùn)動特點(diǎn)呢？ 教師在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上提出問題：這些物體都做豎直下落運(yùn)動，這類運(yùn)動稱為落體運(yùn)動，這節(jié)課我們來研究落體運(yùn)動是否具有一定的規(guī)律。 （二）新課教學(xué) 1. 落體運(yùn)動的思考 （1）提出問題 我們通常有這樣的一個生活經(jīng)驗(yàn)：重的物體下落得快，物體下落得快慢到底與物體的質(zhì)量有沒有關(guān)系呢？ （2）（兩千多年前）古希臘學(xué)者亞里士多德就認(rèn)可了這一觀點(diǎn)。 簡介亞里士多德，他公元前三八四年生于希臘，在哲學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和教育等方面都有研究，他的重要著作有：《形而上學(xué)》、《倫理學(xué)》、《政治學(xué)》和《分析前篇和后篇》等。這些著作對后來的哲學(xué)和科學(xué)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(tǒng)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(xué)的人”。 引導(dǎo)學(xué)生從亞里士多德的觀點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理，得出矛盾。 過渡：同一個觀點(diǎn)為什么會推導(dǎo)出兩個截然相反的結(jié)論呢？這兩個結(jié)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(rèn)為只有一種可能性，重物和輕物應(yīng)該下落得同樣快。要證明這個設(shè)想的正確性，必須通過做實(shí)驗(yàn)來證明。 （3）實(shí)驗(yàn)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(xué)生得出：重的物體下落得快 師：這種觀點(diǎn)正確嗎？如果給你一些完成相同的紙片 ，你能用它們來做實(shí)驗(yàn)反駁一下這個觀點(diǎn)。 學(xué)生活動：學(xué)生觀察并思考，提出自己的猜想，并動手設(shè)計(jì)自己的可行方案。 學(xué)生一：b、把一張紙片捏成紙團(tuán)，將紙團(tuán)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(xué)生二：c、將一張紙片揉成一個紙團(tuán)， 把兩張展開紙片粘在一起 ，與紙團(tuán)從同一高度自由下落。（物體輕但下落快）。 結(jié)論：物體下落過程的運(yùn)動情況與物體的輕重（或質(zhì)量）無關(guān)。 過渡：那是什么因素導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)：探究真空中不同物體的下落 （提示學(xué)生注意“聽”和“看”） 結(jié)論：影響落體運(yùn)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(yùn)動 （1） 概念引入 師：由于落體運(yùn)動要受到空氣阻力影響，要想研究落體運(yùn)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力，物體的受力有什么特征呢？ （2） 自由落體運(yùn)動 師生總結(jié)：物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動，叫自由落體運(yùn)動。 師：自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)是怎樣的？（提示學(xué)生從描述物體運(yùn)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(yùn)動的特點(diǎn)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(jì)） （沒有空氣的空間在我們?nèi)粘Ｉ钪幸话闶且姴坏降?，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(yùn)動。 3. 記錄自由落體運(yùn)動軌跡 實(shí)驗(yàn)與探究：P28 利用打點(diǎn)計(jì)時器探究自由落體運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)和規(guī)律 （1） 猜想與假設(shè) 師：對于運(yùn)動問題，我們一般會關(guān)注哪兩個物理量之間的關(guān)系呢？ 生：一般我們最關(guān)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(yùn)動，而研究自由落體運(yùn)動要從自由落體運(yùn)動的軌跡開始研究。 首先，我們要模擬一個自由落體運(yùn)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(rèn)為自由落體運(yùn)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(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 （2） 引問： 若要研究某種運(yùn)動的規(guī)律時，我們可采用怎樣的器材？ 學(xué)生：利用打點(diǎn)計(jì)時器 （3）組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計(jì)時器記錄重物的下落過程。并跟學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。 附注意事項(xiàng)： 1、打點(diǎn)計(jì)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(yīng)先開電源讓打點(diǎn)計(jì)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(diǎn)清晰； 4、多打幾條紙帶，選取所打點(diǎn)跡清晰，呈一條直線的紙帶進(jìn)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(yùn)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(nèi)的位移 （4）引導(dǎo)思考討論： 學(xué)生討論完成課本P28實(shí)驗(yàn)與探究問題2，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生知道研究運(yùn)動規(guī)律方法之一就是尋找位移與時間的關(guān)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：記起點(diǎn)為0，在紙帶上找出清晰的六點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D、E、F，自行設(shè)計(jì)表格，記錄從O點(diǎn)到A、B、C、D、E、F所通過的位移所對應(yīng)的運(yùn)動時間。 0A OB OC OD OE OF s（cm） t(s) t2(s2) 第二節(jié) 自由落體運(yùn)動規(guī)律的猜想與驗(yàn)證 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能 （1）認(rèn)識自由落體運(yùn)動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動是在理想條件下的運(yùn)動。 （2）能用打點(diǎn)計(jì)時器或其它實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。 （3）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。 2.過程與方法 通過對落體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究，初步學(xué)習(xí)使用控制變量法。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）調(diào)動學(xué)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(xué)重點(diǎn)：掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律，并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題 教學(xué)難點(diǎn)：理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題 教學(xué)方法：討論歸納法 課時安排： 三、教學(xué)過程 （一）新課引入 1．測量反應(yīng)時間 （1）課前制作好“測反應(yīng)時間尺”； 引問：一般刻度尺是用來測量什么的呢？ 學(xué)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(xué)們大腦反應(yīng)的時間，誰想知道自己的大腦反應(yīng)時間是多少？可以用我這把尺來測測。 學(xué)生：玩“測反應(yīng)時間”的游戲 （2）引入課題 師：我放手后，尺子做什么運(yùn)動呢？ 生：落體運(yùn)動，也可以近似地看成是自由落體運(yùn)動。 過渡：同學(xué)們一定想知道這把尺為什么能測出你的反應(yīng)時間，如果我們知道了自由落體運(yùn)動的規(guī)律，也就知道了它的“奧妙”。上節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)探究，利用打點(diǎn)計(jì)時器記錄了自由落體運(yùn)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(yùn)動的規(guī)律。 （二）新課教學(xué) 1. 猜想與假設(shè) 物體做自由落體運(yùn)動時，其速度的方向不變，大小不變，這是一種變速直線運(yùn)動，而做自由落體運(yùn)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(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。 2. 對假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證 （1） 理論分析：若自由落體是勻變速直線運(yùn)動，則a=恒量，下面請同學(xué)們根據(jù)以前學(xué)過的圖像知識，推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移公式。 學(xué)生：進(jìn)行公式的推導(dǎo)： 因?yàn)槲矬w做自由落體運(yùn)動的初速度為0，所以其位移： 從位移公式中可得：若物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則其位移與時間的平方成正比，只要我們根據(jù)紙帶紀(jì)錄的運(yùn)動信息作出s—t2的曲線，若曲線為一直線，即驗(yàn)證了自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動，且初速度為0。 （2） 學(xué)生根據(jù)上面的理論分析對自己的紙帶進(jìn)行信息處理。 3. 得出總結(jié)： （1） 在誤差范圍內(nèi)，作出s—t2為一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線，所以自由落體運(yùn)動為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，其中圖像的斜率為a/2。 （2） 學(xué)生根據(jù)圖象求出斜率，得出加速度a的值。 4．自由落體運(yùn)動規(guī)律 （1）自由落體運(yùn)動為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。 （2）重力加速度 為了區(qū)別一般情況下物體的加速度，用g來表示自由落體運(yùn)動的加速度，g 稱為重力加速度。 g =9.8m/s2 粗略地計(jì)算，我們可以取g =10m/s2 方向總是豎直向下 （3） 在同一地點(diǎn)，任何物體的重力加速度相同．在地球的不同地點(diǎn)，緯度越高，重力加速度越大。（學(xué)生完成學(xué)習(xí)指導(dǎo)p29 拓展與提升，總結(jié)出規(guī)律） （4） 自由落體運(yùn)動的速度公式，位移公式： 5．自由落體規(guī)律的應(yīng)用 （1）學(xué)生分析測量反應(yīng)時間的奧妙:讓學(xué)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(yīng)時間？ （2）P31討論與交流 （三）小結(jié)：本節(jié)課我們推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動的規(guī)律，并學(xué)會了運(yùn)用其解決實(shí)際問題 （四）作業(yè)：1.課本P33練習(xí)，其中3、4做在作業(yè)本上 2.學(xué)習(xí)指導(dǎo)P26-29