围绕着教学目标来制定教案才是优秀的,为了能够写出详细的教案,你会怎么思考呢,述职范文网小编今天就为您带来了自由落体教案7篇,相信一定会对你有所帮助。
自由落体教案篇1
?教学目标】
一、知识与技能
知道什么是自由落体运动。
知道什么是重力加速度,知道重力加速度的方向和通常的取值。
会应用相应的运动学公式解答有关自由落体运动的问题。
二、过程与方法
调动学生积极参与讨论的兴趣,培养学生逻辑思维能力及表述方法。
三、情感态度与价值观
利用课后的阅读材料,介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究,使学生体会到科学探索的艰辛,挖掘素材更深层次的含义。
?教材分析】
教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法。研究自由落体运动时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可。教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实。由h=1/2at2知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析。
?教法建议】
可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过演示实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法。
?教学重点】
认识自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题。
?教学难点】
自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。
?实验器材】
牛顿管、橡皮块、两张相同的纸。
?教学过程】
一、自由落体运动
思考与讨论:
(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?
(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一张纸和一块橡皮下落的现象)
师:是否一定是重的物体下落的快?在17世纪时著名物理学家伽利略就用一种巧妙的推理方法来进行推理:①假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。②两块石头它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何?(答:整体下落速度最快)。③如把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢;下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果如何?(答:两块石头的整体下落的速度应小于大石头的速度,而大于小石头的速度。)④这与重的物体先落地的结论矛盾。
请一个学生来做个实验:半张纸揉成的纸团和一大张纸片同时从同一高度下落情况,请同学观察。(纸团比纸片下落快,轻的物体还下落的快。)
(设计说明:上述方法也是我们研究问题的方法,利用粗略的逻辑推理或做实验验证。)
师:这样看来,重的物体有时下快,有时轻的物体下落的快。请同学们比较一下上面的几个实验并讨论是什么原因导致这样的结果。
分析引导:
(1)教师指出:上述实验现象表明物体下落快慢与轻重无关,是因为有空气阻力存在使现象变得复杂。在17世纪,伽利略曾做过著名的比萨斜塔实验,实验发现:质量不同的铁球和木球几乎同时落地。
(2)提问:如果没有空气阻力,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何?
(3)演示:按教材要求做“牛顿管”实验。
总结归纳:
(1)牛顿管实验结论:质量不同的羽毛硬币等物体在没有空气阻力的情况下,下落的快慢是相同的。并比较一下牛顿管放入空气后的实验现象,引出自由落体运动的定义。
师:自由落体运动是一种什么运动呢?我们会猜想它会不会就是初速为零的匀变速直线运动呢?这样需要来证明才能确定。
(2)指导学生看“自由落体运动的频闪效果”的插图。
提问:要证明是匀变速直线运动的方法?(方法一:利用连续相邻相等的时间内的位移差 为定值进行推导。方法二:证明连续相邻相等的时间内位移之比是连续的奇数比。)
(设计说明:这种方法先猜想后用实验验证的方法也是科学家研究问题的一种方法。)
自由落体教案篇2
一、教学目标
1、知识与技能
(1)认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
(2)能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
(3)知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
(4)掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。
(5)初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。
2、过程与方法
(1)会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
(2)会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。
3、情感态度与价值观
(1)通过指导学生探究,调动学生积极参与讨论,培养学生学习物理的浓厚兴趣。
(2)渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。
(3)培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
二、教学重难点
重点:1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2.掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
难点:理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
三、教学过程
1、新课导入
这一环节采用游戏导入,教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”(在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间)。
师:一般情况下,刻度尺是用来测量什么物理量的?
生:测量物体长度的!
师:大家看到我手里的这把尺子了没有?我这把尺子跟普通尺子是不一样,有特殊的功能,它可以测量出你的反应时间。不信?我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师:相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢?是根据什么原理呢?我可以告诉大家,尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师:像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物,如果把线剪断,它就在重力的作用下,沿着竖直方向下落。从手中释放的石块,在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师:不同的物体下落快慢是否一样呢?物体下落的快慢由哪些量决定?请大家结合日常生活经验回答问题。
生:不同物体下落快慢应该是不一样的,下落快慢应该是由质量决定,质量大的下落快,质量小的下落快慢。
师:这位同学回答得对不对呢?大家看我来做几个实验。
演示实验
(1)将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放,结果金属片先着地。教师不发表意见,继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
(2)将刚才的纸片紧紧捏成一团,再次与硬币同时释放,结果两者几乎同时落地。
(3)将两个完全一样的纸片,一个捏成团,一个平展,则纸团下落快。
师:物体下落快慢是由质量决定吗?
生:不是的!
师:为什么这样说?
生:第2个实验和第三实验都说明了这个问题,特别是第3个问题,质量一样却下落有快慢之分。
师:那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢?
生:我想应该是空气阻力。
猜想
师:如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力,那么在没有空气阻力,物体的下落快慢应该是一样的,这种猜想是不是正确呢?我们来做一个实验验证一下。
验证—牛顿管实验
师:刚才的实验现象验证了我们的猜想,在没有空气阻力即物体只受重力的情况下,所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师: 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放,它们同时落在月球表面,这是通过电视转播过的。
2、新授环节
(1)自由落体运动
师:物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落,它的受力情况有什么特点?
生:没有空气阻力,则物体只受重力。
师:很好!物理学中把这种只受重力作用,由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动:在只受重力的情况下,由静止开始下落的运动。
师:我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗?
生:肯定不是,因为在地球表面大气层内,没有空气的情况是不存在的。
师:说得很好!在我们的日常生活环境下,自由落体运动是不存在的,只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件:一般情况下,密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
(2)自由落体运动的运动规律
师:做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢?速度随时间是如何变化的?位移随时间又是如何变化的,我们该如何来研究它的运动规律呢?
生:利用打点计时器。先选择一个物体,这个物体必须密度大,实心,体积不要太大,这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师:请同学们自己设计并进行实验,将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
师:实验结论是什么?
生:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师:如何得出这个结论?
生:根据实验得到的纸带,我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律
来验证纸带,结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师:回答得非常正确!自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,这个结论我们要牢记。
师:那再计算一下自由落体的加速度大小是多少?方向如何?
生:我所算得的结果在9.4左右,方向是竖直向下,因为物体是竖直向下匀加速的,所以加速度方向应该与速度方向相同,竖直向下。
师:其他同学的结果呢?
生:我的也差不多。
关键点提问
师:大家用的是质量不同的重锤做的实验,为什么求出来的加速度结果差不多呢?
生:虽然重锤质量不同,但由于空气阻力影响较小,均可以近似成自由落体运动,而我们已经知道:所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。
总结归纳重力加速度
师:同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度,用g表示。精确的实验发现,在地球上不同的地方,g的大小是不同的:1、纬度越高,g越来越大;2、同一纬度,高度越大,g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果没有特殊说明,都按9.8m/s2计算。
3、巩固练习
例1、下列说法正确的是(bd)
a. 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
b. 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
c. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,不能看成自由落体运动。
d. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,因为阻力与重力相比可以忽略,所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是(a)
a. g是标量,有大小无方向。
b. 地面不同地方g不同,但相差不大。
c. 在同一地点,一切物体的自由落体加速度一样。
d. 在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、ab两物体质量之比是1:2,体积之比是4:1,同时从同一高度自由落下,求下落的时间之比,下落过程中加速度之比。
解:因为都是自由落体运动,高度一样,所以下落时间一样,1:1;下落过程加速度也一样都是g,1:1
例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
1、经过多长时间落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
自由落体教案篇3
一、自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
思考:不同的物体,下落快慢是否相同?为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同?
在空气中与在真空中的区别是,空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体,例如降落伞、羽毛、纸片等,在空气中下落时,受到的空气阻力影响较大;而一些密度较大的物体,如金属球等,下落时,空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时,它们的快慢就不同了.
在真空中,所有的物体都只受到重力,同时由静止开始下落,都做自由落体运动,快慢相同.
2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系
(1)有空气阻力时,由于空气阻力的影响,轻重不同的物体的下落快慢不同,往往是较重的物体下落得较快.
(2)若物体不受空气阻力作用,尽管不同的物体质量和形状不同,但它们下落的快慢相同.
3.自由落体运动的特点
(1)v0=0
(2)加速度恒定(a=g).
4.自由落体运动的性质:初速度为零的匀加速直线运动.
二、自由落体加速度
1.自由落体加速度又叫重力加速度,通常用g来表示.
2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.
3.在同一地点,一切物体的自由落体加速度都相同.
4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.
规律:赤道上物体的重力加速度最小,南(北)极处重力加速度最大;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大.
三、自由落体运动的运动规律
因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.
1.速度公式:v=gt
2.位移公式:h= gt2
3.位移速度关系式:v2=2gh
4.平均速度公式: =
5.推论:h=gt2
问题与探究
问题1 物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗?你有什么假设与猜想?
探究思路:物体在真空中下落时,只受重力作用,不再受到空气阻力,此时物体的加速度较大,整个下落过程运动加快.在空气中,物体不但受重力还受空气阻力,二者方向相反,此时物体加速度较小,整个下落过程较慢些.
问题2 自由落体是一种理想化模型,请你结合实例谈谈什么情况下,可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.
探究思路:回顾第一章质点的概念,谈谈我们在处理物理问题时,根据研究问题的'性质和需要,如何抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化,进一步理解这种重要的科学研究方法.
问题3 地球上的不同地点,物体做自由落体运动的加速度相同吗?
探究思路:地球上不同的地点,同一物体所受的重力不同,产生的重力加速度也就不同.一般来讲,越靠近两极,物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近,加速度就越小.
典题与精析
例1 下列说法错误的是
a.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动
b.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快
c.自由落体加速度的方向总是垂直向下
d.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动
精析:此题主要考查自由落体运动概念的理解,自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项a没有说明是什么样的物体,所受空气阻力能否忽略不得而知;选项c中自由落体加速度的方向应为竖直向下,初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比,但不一定是自由落体运动.
答案:abcd
例2 小明在一次大雨后,对自家屋顶滴下的水滴进行观察,发现基本上每滴水下落的时间为1.5 s,他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗?
精析:粗略估计时,将水滴下落看成是自由落体,g取10 m/s2,由落体运动的规律可求得.
答案:设水滴落地时的速度为vt,房子高度为h,则:
vt=gt=101.5 m/s=15 m/s
h= gt2= 101.52 m=11.25 m.
绿色通道:学习物理理论是为了指导实践,所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发,各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.
例3 一自由下落的物体最后1 s下落了25 m,则物体从多高处自由下落?(g取10 m/s2)
精析:本题中的物体做自由落体运动,加速度为g=10 n/kg,并且知道了物体最后1 s的位移为25 m,如果假设物体全程时间为t,全程的位移为s,该物体在前t-1 s的时间内位移就是s-25 m,由等式h= gt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t.
答案:设物体从h处下落,历经的时间为t.则有:
h= gt2 ①
h-25= g(t-1)2 ②
由①②解得:h=45 m,t=3 s
所以,物体从离地45 m高处落下.
绿色通道:把物体的自由落体过程分成两段,寻找等量关系,分别利用自由落体规律列方程,联立求解.
自主广场
基础达标
1.在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两石块从同一高度处同时自由下落,则
a.在落地前的任一时刻,两石块具有相同的速度、位移和加速度
b.重的石块下落得快、轻的石块下落得慢
c.两石块在下落过程中的平均速度相等
d.它们在第1 s、第2 s、第3 s内下落的高度之比为1∶3∶5
答案:acd
2.甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落,则在下落过程中
a.两球速度差始终不变 b.两球速度差越来越大
c.两球距离始终不变 d.两球距离越来越大
答案:ad
3.物体从某一高度自由落下,到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是
a. ∶2 b. ∶1
c.2∶1 d.4∶1
答案:b
4.从同一高度处,先后释放两个重物,甲释放一段时间后,再释放乙,则以乙为参考系,甲的运动形式是
a.自由落体运动 b.匀加速直线运动a
c.匀加速直线运动ag d.匀速直线运动
答案:d
5.a物体的质量是b物体质量的5倍,a从h高处,b从2h高处同时自由落下,在落地之前,以下说法正确的是
a.下落1 s末,它们的速度相同
b.各自下落1 m时,它们的速度相同
c.a的加速度大于b的加速度
d.下落过程中同一时刻,a的速度大于b的速度
答案:ab
6.从距离地面80 m的高空自由下落一个小球,若取g=10 m/s2,求小球落地前最后1 s内的位移.
答案:35 m
综合发展
7.两个物体用长l=9.8 m的细绳连接在一起,从同一高度以1 s的时间差先后自由下落,当绳子拉紧时,第二个物体下落的时间是多长?
答案:0.5 s
8.一只小球自屋檐自由下落,在t=0.2 s内通过高度为h=2 m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?(取g=10 m/s2)
答案:2.28 m
9.如图2-4-1所示,竖直悬挂一根长15 m的杆,在杆的下方距杆下端5 m处有一观察点a,当杆自由下落时,从杆的下端经过a点起,试求杆全部通过a点所需的时间.
(g取10 m/s2)
图2-4-1
答案:1 s
自由落体教案篇4
一、教材分析
(一) 教材内容
1、地位与作用
本节是在学习了运动学的基本概念和匀变速直线运动等知识后安排的,自由落体运动作为匀变速直线运动的一种特例,是一种理想化模型,生活中应用非常多。通过对自由落体运动的研究,一方面在复习和巩固前面所学知识的同时也加强了课本知识与实际生活的联系;另一方面通过对分析物理问题的思维和科学方法的学习,为学生今后研究比较复杂的运动问题打下良好的基础。因此本节课既是“匀变速直线运动的复习课,培养学生思维的探究课,联系生活的应用课,也是学生后继学习的准备课”具有承上启下的作用。
2、教材内容安排
教材通过“观察思考”中提出的几个问题引起学生思考,以此引入新课,接着展示钱毛管试验并提出自由落体运动的概念,然后讲述伽利略对自由落体运动的探究过程,提炼其“发现问题——提出猜想——设计方案——合理外推”的科学研究方法,最后讲述了自由落体加速度,用表例举了不同地区的重力加速度,并通过例题让学生对所学知识深刻理解。
3、新课程标准的要求
经历自由落体运动规律的实验探究过程,了解自由落体运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
4、教材特点
教材在本节设计上有两个特点:第一、注重学生活动,突出实验探究; 第二、重视物理知识在日常生活中的应用。
(二) 教学目标
知识与技能:
◆ 知道自由落体运动的概念。
◆ 理解重力加速度,知道它的大小和方向,了解不同地方加速度不同。
◆ 掌握自由落体运动的规律,并能运用规律解决实际问题。
过程与方法:
◆ 用改进的实验装置引领学生探究自由落体运动的规律,提炼科学研究方法。
◆ 参与探究过程,增强学生观察、思考、总结、归纳的能力。
情感态度与价值观:
◆ 通过探究过程,学习伽利略敢于坚持真理,实事求是的科学态度。
◆ 指导学生完成探究过程,培养学生团队合作精神。
(三) 教学重难点
重点:对自由落体运动规律的理解。
难点:对自由落体运动规律的探究过程。
二、学情分析
日常生活
学生对落体运动有一定的生活经验。
知识基??
在本节之前学生已经学习了“运动的描述”“匀变速直线运动的研究”等相关知识,能运用公式解决一些简单的运动学问题。
不足之处
刚进入高中的学生思维能力偏重于形象思维和感性思维,抽象逻辑思维和理性思维还处于初级发展阶段,利用科学研究方法进行探究的能力还没有完全形成。
三、教学手段
1、教学模式
◆ 启发引导模式
由于本节内容和前边几节内容紧密相连,在实验探究时,通过启发引导模式,引导学生猜想静止下落的物体可能是做初速度为零的匀加速直线运动。
◆ 探究模式
书本只描述了“观察思考”的简单几个问题,然后演示了“钱毛管试验”就直接提出了自由落体运动的概念,没有达到真正引导学生探究自然规律的目的,在此利用自主设计的实验器材,引领学生重走伽利略“发现问题——提出猜想——设计方案——合理外推”的科学研究方法这条道路,不仅能够让学生体验像科学家一样探究问题的乐趣,而且也能让学生自己在习得知识的同时掌握科学研究方法。
◆ 合作学习模式
在进行学生实验时,由于实验过程较多,必须边操作边读数边记录,然后计算,所以应由小组配合共同完成,再交换角色,如此合作交流并得出结论。
2、教学方法
◆ 启发法
在整个教学过程中,用启发法引导学生提出猜想、设计方案、合理外推,启发学生思考,对所学的知识能更深入的理解。
◆ 实验法
在学生提出影响物体下落快慢的因素是空气阻力之后,用牛顿管进行实验,并且向学生介绍考虑主要因素忽略次要因素的研究思想,从而提出自由落体运动的概念。
◆ 讲授法
理解自由落体运动的概念和规律以及重力加速度是本节的重点内容,运用讲授法,帮助学生进行分析,从而加深理解。
◆ 探究法
利用自主设计的减缓下落速度的实验器材,引领学生经历“发现问题——提出猜想——设计方案——合理外推”的科学研究方法这条道路,让学生去探究下落物体的运动规律,为学习自由落体的知识做铺垫,在课堂总结时再提出其实同学们重走了伟大科学家伽利略的道路,不仅能够让学生体验像科学家一样探究问题的乐趣,而且也能让学生自己在习得知识的同时掌握科学研究方法。
3、学法指导
在教学过程中,以观察、猜想、实验探究、分析论证、归纳总结的形式,锻炼学生的逻辑思维能力。首先,激发学生的求知欲重视学生的猜想,同时引导学生去探索、分析和总结,使学生的学习过程本身构成一个解决问题的过程,为以后的学习打下基础。
4、教学策略
◆ 认知冲突策略
在日常生活中,学生根据生活经验会认为重物一定比轻物下落得快,采用认知冲突策略,使学生意识到轻物有时也会比重物下落得快,使学生产生认知冲突,从而产生解决问题的欲望。
◆ 任务驱动策略
进入新课之后,引导学生猜想落体运动可能遵循的运动规律,然后让学生带着 任务去思考、讨论、交流应该怎样设计实验来验证猜想。
5、实验改进
◆ 书本实验
在“观察思考”部分设计到三个实验即比较橡皮和纸片的下落;把纸片对折再和橡皮从同一高度下落;钱毛管试验。
◆ 改进实验
■ 斜面实验:
如图所示,将伽利略的“冲淡重力”斜面实验的计时方法改为用光电传感器来计时,可以在显示屏上直观的读出小球所用的时间且比较精确,用此装置作为学生探究自由落体运动规律的器材,可以节约课堂时间。将其设计成斜面,可以达到减缓小球下落速度的目的,从而引领学生经历“发现问题——提出猜想——设计方案——合理外推”的科学探究之路。
■ 牛顿管实验:
教材中在验证物体下落受空气阻力影响时用的是钱毛管装置,该装置效果不明显,原因是在倒转管时速度很快,学生不易观察,而将其改为用牛顿管,可以用磁铁吸住羽毛和铁块,然后撤去磁铁使两物体同时下落,没有倒转管的过程,演示时将牛顿管放于日光灯处,学生更容易观察。
■ 时间尺
在一根小木棍上的一定长度处标上对应的时间,制作成一把时间尺,利用该尺测量学生的反应时间,并让学生思考该尺与刻度尺的区别,以此让学生应用本节知识。一把时间尺不仅能在课堂最后再次激起学生的兴趣,而且可以达到教学反馈的目的。
四、教学媒体
ppt、flash动画、实验器材(斜面装置、牛顿管、白屏、时间尺、钢球、羽毛球、泡沫块等)
教学流程
用钢球、羽毛球、泡沫块分别从某一高度处静止释放,学生观察三个物体下落有哪些共同点,学生发现它们都竖直下落且速度越来越大。 探究实验;探究下落物体遵循的运动规律。
实验验证;用牛顿管验证影响物体下落快慢的因素是由于空气阻力的原因。
自由落体运动;提出自由落体运动的概念、让学生讨论总结它的规律、最后提出重力加速度。 通过“抓钱游戏”和自制教具“时间尺”在引起学生兴趣的同时,不仅可以体现物理来源于生活,而且还可以帮助学生达到知识内化的目的。 带领学生回顾知识点,然后告诉学生,他们经历的探究过程就是伽利略对自由落体运动的探究过程,让学生体会探究的乐趣,最后用诗歌来总结本节课,让知识由点成线,由线成面,帮助学生达到认知的螺旋式上升。
六、教学过程
教学过程 教学内容 时
间
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境
引入新课
2分钟 用李白诗句引入,然后用ppt展示生活中苹果、树叶、水滴的下落,接着做演示实验。
演示实验1:将钢球、羽毛球、泡沫块分别从某一高度处静止下落。
提问:下落物体的运动有哪些共同点呢?
观看物体下落情况,经过思考发现它们都在做速度增大的落体运动。
■用生活中常见的物体下落现象引起学生的兴趣,将注意力转移到课堂上来。
新课教学
探究小球下落的运动规律
分钟 【提出猜想】
用flash动画帮助学生进行猜想。
猜想:小球可能是做初速度为零的匀加速直线运动。
观察照片,发现连续相等时间间隔内各段位移比近似于正奇数比,由此提出猜想。
■培养学生观察现象和分析问题的能力。
新课教学
探究小球下落的运动规律
分钟 【发现问题】
提问:要验证猜想,必须要知道小球下落的哪些物理量?
演示实验2:拿出一个小球使其从某一高度处静止下落,让学生用秒表测量小球下落的时间。
现象:每组测量的时间都不相同而且误差很大。
提问:怎样才能使小球运动慢一些便于测量时间呢?
必须知道小球下落的位移和所用的时间。
造成误差很大的原因是小球下落速度非常快,很难准确测量时间。
将小球放在斜面上运动可以减缓其下落速度,便于测量时间。
■引导学生去发现问题,并思考原因,培养学生的观察能力.
■让学生发现时间很不好测这个问题,目的是让学生自己去发现问题,寻找答案,同时培养学生的合作能力。
自由落体教案篇5
教学目的:1.理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2.理解什么是自由落体运动的加速度,知道它的方向,知道在地球上不同地方重力加速度大小不同。
3.掌握自由落体运动的规律。
重 点:自由落体运动的特点
新课教学:
让学生先自学后提出问题
1. 人们通常是怎样看待自由落体运动的?
物体下落的快慢是由它们的.重量的大小决定,重的物体下落快,轻的物体下落慢,(可以通过演示纸片和粉笔头来加以说明)。
这种看法正确么?错在什么地方?(轻的物体受到的阻力大,重的物体受到的阻力小上述说法不正确)。
2. 在没有空气阻力的空间物体下落的快慢如何呢?
演示:⑴.粉笔头和小纸团下落
⑵.牛顿管(也叫钱毛管)
实验说明了什么?(不同物体下落快慢相同)
结论:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
强调:⑴.这种运动发生在真空中。
⑵.若空气阻力很小,可忽略时,也可看作自由落体运动。
3.自由落体运动是一个什么性质的运动呢?
回顾前面所学知识,怎样判断一个运动是否是匀变速运动呢?(△s=常数)
下面分析课本上的闪光照片
⑴.测出小球的位置坐标x
⑵.计算出相邻两个小球间的距离s
⑶.计算出相邻相等时间内的位移之差△s
比较各个△s可见都接近于2,若忽略误差,可见△s相等,等于常数.即自由落体运动是一个匀变速运动.
由于初速度为零,所以自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
4.自由落体加速度大小、方向。
不同物体在同一地点,从同一高度同时自由下落,同时到达地面。由s=可知,加速度大小相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度的方向总是竖直向下的。
大小:不同地方数值不同。如课本表格所示,由表中可见,重力加速度g随纬度的升高而增大。
通常计算时:g=9.8m/s2
粗略计算时:g=10m/s2
5.自由落体运动的规律
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以其规律都适用于自由落体运动,就是把a变成g,其公式如下:
Vt=gt
S=
Vt2=2gs
练习:一个物体从h高处自由下落,经过最后196m所用的时间是4秒,若不计空气阻力,求物体下落的总时间和下落的高度h.
解法一:由A到C自由落体运动h= (1)
由A到B也是自由落体h-h'= g(t-t')2 (2)
(1)-(2)式得
h'=gtt'-
t= = =7(s)
h= = =240(m)
解法二:v =v 设总时间为t
可求得t-2秒时的速度
v=g(t-2)=
t= +2= +2=7(s)
h= = =240(m)
作 业:练习八 1-4题.
自由落体教案篇6
一、课程分析
1.本节课使用的教材是《普通高中课程标准实验教科书物理(必修1)(人民教育出版社)》,教学的内容是第二章第5节关于自由落体运动的内容。
2.教学内容(教学重点、难点、关键)
(1)自由落体运动的研究历程中体现出来的科学研究方法。
(2)对自由落体运动规律的实验探究过程。
(3)运用自由落体运动的规律解决简单问题。
二、学情分析
1、学生在刚学完匀变速直线运动的规律后,急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律,而对自由落体运动的研究,恰恰适应了学生的这一要求,在本节课的学习中,要让学生的认识有进一步的提高。
2、本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。
3、两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献,讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价,这样既可以培养学生热爱科学的思想,又可以活跃课堂气氛。
三、设计理念
本节课从生活实践出发,结合学生在实际生活中的观察,初步了解自由落体运动,并通过对两位科学家对自由落体运动的研究,结合伽利略的理想实验,得出自由落体运动的特点。接着,通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练,让学生初步接受自由落体运动的规律,最后,在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后,通过回扣课堂游戏,使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。
四、学习目标
1、 知识与技能:
(1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。
(2)理解自由落体运动的特点和规律;并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。
2、过程与方法:
(1)通过观察演示实验,概括出自由落体运动的特点,培养学生观察,分析能力。
(2)利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。
3、情感态度价值观:
(1)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
(2)培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
五、教学过程设计
(一)新课引入
设计思路:教师在课堂教学过程中,有意识地创设情境,通过提出一些与课文有关的富有启发性的问题,将学生引入情境之中,容易激发起学习的动机,培养学习兴趣。通过合理创设情境,不仅能起到组织教学的作用,而且能使学生明确学习目标,产生浓厚的学习兴趣。
师:同学们,咱们班哪位同学反应比较快?请到讲台上来。
生:(推荐一位同学)。
师:我们看这位同学能不能抓住这片铁片。(向学生展示长度约为3.5cm的铁片)
师生共同完成这一游戏。
师:同学们,这位同学能抓住这片铁片吗?
生:不能。
师:为什么不能抓住呢?我们在学习了自由落体运动之后,同学们就知道其中的奥秘了。
设计思路:创设问题情境就是在讲授内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”,将学生引入一种与物理问题有关的情境中,造成一种悬念,使学生产生向往、探索的欲望,处于欲摆不能的状态。创设问题情境时应注意:问题要小而具体、新颖有趣、有适当的难度;有启发性,要善于将所要解决的课题寓于学生实际掌握的知识基础之中,造成心理上的悬念。悬念解除之时,也就是正迁移实现之时。
?板书】课题:第三节自由落体运动
(二)新课研究:
设计思路:在教学中,教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感,同时,教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣,带领学生去探索物理世界的奥秘,就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。
师:同学们,物理规律的研究总是来源于生活,有服务于生活。为了更深入的研究自由落体运动的规律,我们也需要从生活实践出发,来讨论几个问题。
提出问题:在日常生活中,重的物体和轻的物体谁下落的更快一些呢?
生:重的物体下落的快一些。
师:我们通过几个小实验一起验证一下同学们的结论是否正确。
设计学生实验1:纸片和硬币从相同的高度同时下落,看谁下落的快?
学生做实验,并观察实验现象,得到结论:重的硬币要比轻的纸片下落的快。
教师演示牛顿管实验,让学生再次验证自己的结论。
师:两千多年前,古希腊哲学家亚里士多德也持有这一观点,在人类还处于懵懂时期的时候,亚里士多德就对这一现象作出研究,这本身就值得我们尊敬。但这个观点是否正确呢?我们还是通过实验来验证。
设计学生实验2:将纸片团成纸团,再和硬币从相同的高度同时下落,看谁下落的快?
教师强调,纸团和纸片的质量是相同的。
学生做实验,并观察实验现象,得到结论:重的硬币要和轻的纸团下落的几乎一样快。
提出问题:为什么会得到相互矛盾的结论?
学生思考
师:对表面现象的观察有时会得出错误的结论,我们要用透过现象看本质的研究方法去研究问题。三百多年以前,伽利略就是用这样的方法否定了亚里士多德的观点。
设计思路:教学中应注意新旧知识异同的比较,通过对比,能透过表面现象,看清不同的物理本质。在对比过程中,学生始终处于主动积极、探索进取状态,引起有意注意,促成思维交锋,这样对完善旧知识,自觉完成从旧知识到达新知识的迁移,并巩固新知识,都极为有利,不然,就公式论公式,该对比不对比,不仅不会促进迁移,反而会造成负迁移。心理学研究表明:对比抗干扰,加强对易混知识的比较,找准分化点,利于排除干扰,加深对某些相关概念的认识和理解,促使易混知识在学生头脑中彻底分化。
设计学生实验3:将硬币放在纸片上面组合成一体,和另一相同的纸片从相同的高度同时下落,看谁下落的快?
学生做实验,并观察实验现象,得到结论:重的硬币和纸片的结合体要比轻的纸团下落慢。
提出问题:同学们,现在我想让两者下落的几乎一样快,应该怎样做?
学生讨论并提出实验方案。
生:让纸片包住硬币并团成纸团。
师:同学们实际做一下看看。
学生做实验,并观察实验现象。
教师提出问题:我们做的上述几个实验,为什么会得出不同的结论?
生:有空气阻力的影响。
师:如果我们忽略空气阻力的影响,同学们猜一下,会出现什么情况?
教师演示牛顿管实验,让学生验证自己的猜想。
设计思路:美国著名心理学家布鲁纳曾说:掌握一般概念和原理是通向普遍迁移的大道。因此,我们在组织教材时,应把基本概念和规律放在首位,突出教材的系统性和规律性。通过上述几个学生实验,让学生充分体验学习的快乐,体验实验探究在物理规律研究中的重要作用;同时也活跃课堂气氛,增强学生的学习兴趣。
?板书】
1、自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。
师:那么,自由落体运动到底是一种什么样的运动呢?他遵循什么样的规律呢?现在我们通过实验来探究自由落体运动的规律。
教师介绍实验器材,并简单的介绍实验过程和步骤,引导学生进行分组实验。
实验探究过程:(单位:cm 数据均保留到小数点后两位)
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s
δs
δs平均值
a
2、 注:δs= s1—s2= s3— s4= s5–s6=at2
学生进行分组实验,并通过对纸带的分析和数据的处理,探究自由落体运动的特点和规律。
设计思路:物理课堂教学过程中,很多的教学内容都能引起学生学习物理的兴趣。教师要以良好的契机为抓手,立足于诱导学生的学习兴趣。
?板书】
2、自由落体运动的特点:初速度为零的匀加速直线运动。
师:自由落体运动是匀加速直线运动,那么它的加速度是多大呢?我们还是通过实验进行探究。
学生通过对纸带的分析和数据的处理,探究自由落体运动的加速度。
根据实验结果得出自由落体运动加速度记为:g
在不同的纬度和高度时,g值是不一样的,纬度越高g越大,高度越高g越小,在正常情况下
在要求不是很高的情况下,取g=10m/s2。
?板书】
3、自由落体运动加速度:
师:由匀变速直线运动的运动规律可知自由落体运动的规律为:
3、自由落体运动的规律: ,
设计思路:人的每一个认识活动都含有一定的认知结构,它是人类认识客观事物在主观上的反映。建构认知结构,是中学物理教学的中心环节。促进新、旧知识的交互作用,对于完善认知结构,使认知结构系统化、综合化、整体化具有重要作用。在教学中,要引导学生积极地把新概念或规律与自己认知结构中原有的适当概念相联系,把新概念、规律纳入原有概念、规律中,同时使新概念、规律与原有的有关概念、规律进一步分化和融汇贯通,组成一个整体结构。
例题、一块石头从离地面20m高的楼顶自由落下,经过多长时间石头落到地面?石头到达地面时的速度有多大?(忽略空气阻力,g取10m/s2)
解析:设经过时间t石头落到地面,速度为v,由自由落体运动的规律得:
代入数值,解得:
设计思路:通过例题,让学生充分理解自由落体运动的特点和规律,并体验胜利的喜悦。
师:同学们,现在我们回到开课时的小游戏,同学们为什么抓不到铁片呢?人的反应时间很难达到0.1s这么短的时间,那么,同学们计算一下,在0.1s内做自由落体运动的物体下落的高度是多少呢?
学生认真计算,并给出答案:在0.1s内做自由落体运动的物体下落的高度是4.9cm。
师:(展示铁片)这片铁片的长度只有3.5cm。所以,同学们是抓不到的。
设计思路:物理教学中,教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感,教师要从教学效果出发,通过精心设计,将最新的教学理念融入到每节课的教学过程中,注意广泛收集物理学科最新成果,结合教学内容,巧妙地包装,隆重地介绍,激发学生的求知欲和兴趣。
师:本节课的最后,请同学们把课本翻到第53页,利用课本上提供的方法,测量一下你的反应时间。
设计思路:让学生充分体会物理规律在日常生活中的妙用,并通过他们自己测量的反应时间回扣抓铁片的过程,是本节课的教学更加完美。
(四)小结
本节课我们学习了
1、什么是自由落体运动
2、自由落体运动的特点和规律
3、自由落体加速度
(五)《自由落体运动》教学设计
②实验探究,激发学生深入学习的动力
③实验探究自由落体运动的特点和规律
④实验探究自由落体加速度
运
⑤回扣课堂小游戏,解疑
⑥激发学生兴趣,测量自己的反应时间
①课堂质疑,激发学生的学习兴趣
(六)板书设计
第三节自由落体运动
1、自由落体运动
物体不受其他因素影响,只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。
2、自由落体运动的特点
初速度为零的匀加速直线运动。
3、自由落体加速度
4、自由落体运动的规律
六、教后反思
1、在物理教学中,使学生养成良好的学习习惯、打好基础、培养能力和教师加强必要的指导,是促进知识顺利迁移所不可少的前提。所以教师在采用行之有效的教法、认真研究学生的学法,进行物理教学改革的同时,认真学习知识迁移规律,并考虑影响知识迁移的各种因素,定能提高教学效果。
2、新课程强调学习方式的改变,倡导以“主动、探究、合作”为主要特征的学习方式。
3、“实验启发式”综合教学模式是我们学科的老师在教学实践中总结出来的模式,已在实践中收到一定效果,当然也有待在具体的教学实践中不断地完善,使之变得更科学。
4、本节课探究自由落体运动的规律,从历史上的研究过程入手,所以本节课的思路比较开阔,转折比较多,教师在教学过程中应注意内容的衔接。
5、本节课的演示实验比较多,做好演示实验,有利于帮助学生理解自由落体运动的特点,在本节课的教学中,这一点尤为重要。
自由落体教案篇7
一、教学任务分析
在力学知识体系中,运动学的内容是研究力学定律的基础。而匀变速直线运动是一种理想化的运动模型,是研究物体运动的知识前提。自由落体运动作为匀变速直线运动的一个特例,与实际比较接近,更加形象的诠释了初速度为零的匀变速直线运动的规律,因此,在物理学体系中具有特殊地位。
?普通高中物理课程标准(实验稿)》对本节课的要求是:“通过史实,了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法”。“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响”。因此,本节教学内容要体现实验在认识自由落体运动规律中的作用,并通过介绍伽利略对自由落体运动的研究,体会科学研究方法对物理学发展的作用。
在教材中,《自由落体运动》一节,编排在运动学的基本概念和匀变速直线运动等知识后,是匀变速直线运动的一个特例。在整个必修1的安排上,匀变速直线运动的教学重点在于规律的应用,自由落体运动的新课教学侧重于培养学生的科学探究能力及逻辑思维能力,对促进学生的全面发展具有重要意义。
通过对自由落体运动这种常见的、特殊的运动的研究,可以更好的对前面知识复习和巩固,同时也加强了物理学习与实际生活的联系。而且通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法,为以后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。
因此本节课是培养学生思维的研究课,联系生活的应用课,也是为后面课程做知识准备的铺垫课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。
二、学生学情分析
学生通过对前面知识的学习,已经对匀变速直线运动规律有了初步的理解,也学习了打点计时器的使用和数据处理方法,具备了一定的实验探究能力。根据生活经验,学生对自由落体运动规律有一定认识,但并不科学严谨。
学生会有“重的物体下落快”的认识,这是学生在日常生活中形成的前概念。并且,学生对落体运动的认识,只是表面的感性认识,需要通过实验探究进一步理性学习。
在探究“自由落体运动性质”的过程中,要求学生对打点计时器会操作,并掌握相应的注意事项,同时,对实验数据的处理需要联系数学知识,“逐差法”的灵活运用是一难点。
因此探究自由落体运动规律和重力加速度的得出过程是教学难点。
三、教学目标
知识与技能
(1)知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
(2)知道自由落体运动加速度大小和方向,知道不同地点重力加速度不一样。
(3)理解自由落体的规律。
过程与方法
(1)在实验探究自由落体运动特点和规律的过程中,学习伽利略使用的理想实验与科学推理方法。
(2)在实验探究物体下落的快慢的过程中,进一步树立科学态度。
情感态度与价值观
在研究自由落体运动的实验过程中,体会科学探索的艰辛,学习伽利略等科学家的科学精神。
四、教学重点和难点
教学重点:探究自由落体运动,重力加速度g 。
教学难点:重力加速度的测量。
五、教学器材
自制“反应时间尺”:在一约40cm长的尺的一面标记上自由下落对应长度所用的时间,使用时,标有反应时间一面面朝学生。多媒体、钢球,乒乓球,纸张若干、牛顿管、电磁打点计时器、重物等。
六、教学过程设计
(一)利用实验创设情境,引入新课
?事件1】利用实验激发学生的求知欲。
教师展示课前设计制作好的“反应时间尺”,并提出问题“一般刻度尺是用来测量什么的?”。
学生回答。
教师继续设置悬念:这把尺子很神奇,它不仅能测量长度,还能测量时间,并且能测出同学们的大脑反应时间。
并选3~4名学生上来测反应时间。
学生抓住尺的同时就报出其反应时间,可采用“比比谁的反应时间短”的方式调动学生积极性。
提出问题,引入新课:反应时间尺的原理是什么?学完本节课的内容,我们就可以揭晓这个秘密了。
?教学设计说明】在此将教材中的“做一做”栏目中的“测定反应时间”改为放在课前引入,目的是通过这一游戏产生“惊奇”效果,激发学生探究的兴趣,增强学生的感性认识,活跃课堂气氛。
(二)探究落体运动的影响因素
?事件2】引导学生回忆日常生活中所见到的物体下落现象(动画展示苹果、雨滴、水滴的下落过程),思考“物体下落的运动有什么特点,是一种什么性质的运动呢?”。
教师提出问题:“不同的物体,下落快慢是否相同?物体下落的快慢可能与什么因素有关?”。学生说出猜想与假设后,教师追问依据。
?事件3】教师演示系列实验,使学生产生认知冲突。
演示实验 实验现象 实验结论 实验① 钢球①和乒乓球②(g1>g2),在同一高度同时自由下落。 钢球①先落地 较重的先落地 教师说明:这个结论与20xx多年前世界古代史上最伟大的 哲学家 、 科学家 和 教育家 之一亚里士多德(前384—前322年)的观点相同。
教师课件展示亚里士多德的观点——重的物体下落快。
提出问题:有没有学生不同意亚里士多德的观点。然后学生讨论:在生活事例中找支持与反对的证据。
演示实验 实验现象 实验结论 实验② 一张纸裁成相等的两半(g1=g2),一半揉成纸团,另一半不变;在同一高度同时自由下落。 纸团先落地 等重的落地有先后 实验③ 纸片①和纸块②(g1>g2),在同一高度同时自由下落。 纸块②先落地 较轻的先落地 学生活动:总结实验结果,得出“物体下落快慢与质量无关”的结论。
?教学设计说明】“自由落体运动”一节的教学建立在实验基础上,可以结合学生原有的认知结构,利用实验创设问题情境,使学生发现值得探究的问题。
使用生活中的铁球、乒乓球与纸张,做演示实验,两物体的质量明显不同,实验简单现象明显,观察到的现象与学生头脑中的重的物体先落地的前概念形成冲突。演示过程中,从纸片到纸块的过渡,可诱发学生思维,猜想到空气阻力的影响,从而引出下一步思维。
?事件4】验证猜想。
教师提出问题:既然物体下落快慢与其质量没有必然联系,实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响?
学生猜想:从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。
教师演示实验,学生参与观察分析。
演示实验4:牛顿管演示实验
实验装置如图所示,在一根长约的玻璃管中,放入羽毛、金属片。
实验步骤及实验现象如下表所示:
实验步骤 可以观察到的现象 不抽出玻璃管中的空气,将玻璃管倒立过来。 金属片先于羽毛落到管的底部。 现象与生活中看到与想到的一致。
引导学生思考、猜想,抽出管中部分空气,会有什么现象发生。 实验步骤 可以观察到的现象 抽去玻璃管中部分空气,将玻璃管倒立过来。 金属片先于羽毛落到管底部,但两者落到管底的时间差变短。 现象与猜想一致。
引导学生思考、猜想,继续抽出管中空气,会有什么现象发生。 实验步骤 可以观察到的现象 继续抽去玻璃管中空气,再将玻璃管倒立过来 。 金属片和羽毛几乎同时落到管的底部。 现象与猜想一致。
引导学生思考、猜想,想象管中没有空气,会有什么现象发生。 实验步骤 可以观察到的现象 如果抽出玻璃管中所有空气,再将玻璃管倒立过来。 金属片和羽毛同时落到管的底部。 在教师的引导下可以从实验中得出结论——物体下落受到空气阻力的影响,没有空气阻力时,物体下落过程中运动快慢与质量无关。
?教学设计说明】牛顿管实验,使学生认识到空气阻力在落体运动中的影响,演示结束后,教师总结说明使学生认识到,探究现象背后的实质原因必须考虑或排除外界因素干扰,学习猜想与假设、设计实验、验证猜想、理想实验等实验探究方法。
(三)自由落体运动概念的建立
?事件5】分析归纳形成概念。
教师提出问题:由于落体运动受到空气阻力影响,要想研究落体运动就必须排除空气阻力,那么,如果物体在下落过程中忽略空气阻力,物体的受力有什么特征?
学生回答。
教师根据学生的回答,得出自由落体的定义“物体仅在重力作用下,从静止(即初速度为零)开始竖直下落的运动,叫做自由落体运动。”
?教学设计说明】教师强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动,实际生活中物体都会受到空气阻力,但一般重力大于空气阻力。在中学阶段,当空气阻力远小于重力时,可近似看做自由落体运动。
(四)自由落体运动规律的自主探究
?事件6】引导学生实验探究自由落体运动的规律
教师提问:若要研究某种运动规律,我们可以采用怎样的方法和器材?带领学生回顾前面学习匀变速直线运动的体验,可想到,利用打点计时器采用示踪(轨迹记录)法研究,并一起回顾电磁打点计时器的使用方法和注意事项。
学生活动:分组实验,利用打点计时器记录重物的下落过程,求出重物的加速度,并总结自由落体运动的规律。(教师巡视学生实验情况,必要时给以指导)师生共同总结自由落体运动的规律,轨迹是直线,方向竖直向下,是变速运动,速度越来越大。并指出由于阻力远小于重物的重力,故重物的下落可看作是自由落体运动,所以同学们计算的结果基本一致。
?教学设计说明】学生已使用过电磁打点计时器探究匀变速直线运动的规律,所以可以让学生自主探究,得出自由落体运动的相关规律,但教师应指出由于自由落体运动与水平方向匀变速直线运动方向上的显著区别。在实验过程中为了减小误差,电磁打点计时器必须固定在竖直方向上,为充分利用课堂时间,教师可事先将电磁打点计时器竖直固定在铁架台上,再分发给学生,强调在试验过程中学生不要碰到电磁打点计时器,以免影响实验数据。
(五)重力加速度
?事件7】根据以上的实验数据,引出重力加速度的概念,并对重力加速度作如下说明:
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