在教學工作者實際的教學活動中,通常需要用到教學設計來輔助教學,借助教學設計可使學生在單位時間內(nèi)能夠?qū)W到更多的知識。那么你有了解過教學設計嗎?下面是小編幫大家整理的高一物理必修1《自由落體運動》教學設計,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
一、課程分析
1.本節(jié)課使用的教材是《普通高中課程標準實驗教科書物理(必修1)(人民教育出版社)》,教學的內(nèi)容是第二章第5節(jié)關于自由落體運動的內(nèi)容。
2.教學內(nèi)容(教學重點、難點、關鍵)
(1)自由落體運動的研究歷程中體現(xiàn)出來的科學研究方法。
(2)對自由落體運動規(guī)律的實驗探究過程。
(3)運用自由落體運動的規(guī)律解決簡單問題。
二、學情分析
1。學生在剛學完勻變速直線運動的規(guī)律后,急需一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律,而對自由落體運動的研究,恰恰適應了學生的這一要求,在本節(jié)課的學習中,要讓學生的認識有進一步的提高。
2。本節(jié)課從人類對自由落體運動的認識歷史引入,重點介紹亞里士多德、伽利略的研究方法,強調(diào)對自由落體運動的理解,以期學生對自由落體運動有全面、清楚的認識。
3。兩位科學家在研究自由落體運動中做出了杰出的貢獻,講課時展示他們的研究成果及對他們的評價,這樣既可以培養(yǎng)學生熱愛科學的思想,又可以活躍課堂氣氛。
三、設計理念
本節(jié)課從生活實踐出發(fā),結合學生在實際生活中的觀察,初步了解自由落體運動,并通過對兩位科學家對自由落體運動的研究,結合伽利略的理想實驗,得出自由落體運動的特點。接著,通過實驗讓學生自主探究自由落體運動所遵循的規(guī)律。通過學生對自由落體運動規(guī)律的理解加以訓練,讓學生初步接受自由落體運動的規(guī)律,最后,在學生深入了解和掌握了自由落體運動的規(guī)律后,通過回扣課堂游戲,使學生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高。
四、學習目標
1。 知識與技能:
(1)研究并認識自由落體運動的特點和規(guī)律。
(2)理解自由落體運動的特點和規(guī)律;并會運用自由落體運動的特點和規(guī)律解答相關問題。
2。過程與方法:
(1)通過觀察演示實驗,概括出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學生觀察,分析能力。
(2)利用已知的直線運動規(guī)律來研究自由落體運動。
3。情感態(tài)度價值觀:
(1)培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
(2)培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風。
五、教學過程設計
(一)、復習提問師:前面我們已經(jīng)學習了勻變速直線運動的有關知識那物體在做勻變速直線運動時應遵循哪些規(guī)律呢?
1、 規(guī)律:
Vt=V0+at
S=V0t+1/2 at2
2、 推論:
(1) Vt2—V02=2aS
(2) V0=0
S1: S2: S3 …… =1:4:9 …… S Ⅰ : S Ⅱ : S Ⅲ …… =1:3:5 …… (3)Sn—Sn—1= Δ S=at2 ? —— 勻變速直線運動的判斷方法之一
(二)引入新課今天我們要利用這些知識來研究一種非常常見的運動
(板書)1、物體的下落運動
舉例:粉筆頭下落、樹上蘋果下落等等
問:從運動軌跡看,落體運動有什么特點呢?
生:都是沿直線豎直下落,
(板書)(1)沿直線豎直下落的運動
問:受力有什么特點?
生:受重力作用,同時受空氣阻力作用。
(板書)(2)受重力作用,同時受空氣阻力作用。
問:(1)不同物體在下落過程中是重的物體下落快呢,還是輕的物體下落快?
(2)物體下落的快慢與什么因素有關?
(教師通過實驗設疑)
:現(xiàn)在我取一枚硬幣和一張與硬幣等大的紙片,讓它們從同一高度同時下落,觀察到了什么現(xiàn)象?
生:硬幣先于紙片落地。
師:由于硬幣比紙片來得重,能不能由此得出結論:
(板書)物體越重,下落越快?
生甲:重的物體下落快。
生乙:不一定。
取一大一小紙片各一張,把小紙片揉成團,讓兩者從同一高度同時下,觀察到了什么現(xiàn)象?
生:紙團比紙片先落地
師:現(xiàn)在紙團比紙片先落地,能不能由此得出結論:
(板書)輕的物體比重的物體下落快?
(矛盾的結論使學生陷入了沉思,讓學生思考議論,在教師的引導下讓學生總結)
生:物體下落過程中有時是重的物體下落快,有時是輕的物體下落快,說明物體下落的快慢除了跟重力有關外,還跟其它因素有關。
師:到底還有什么因素在影響著物體下落的快慢呢?我們?nèi)蓮埻耆嗤募埰?,它們的重力是相同的,這樣重力對下落的作用是一樣的。再把其中的一張捏成紙團,讓它們從同一高度同時下落,能觀察到什么現(xiàn)象?
生:紙團先于紙片落地。
師:重力相同的物體有時也不能同時落地,為什么呢?
(學生議論發(fā)言)
生:這些實驗都是在空氣中進行的,空氣阻力影響了物體的下落運動。
師:對,同學們提出的假設是正確的,空氣阻力的影響使問題變得復雜化了,現(xiàn)在,我們盡量減小空氣阻力對物體的影響,會產(chǎn)生什么結果呢?
把演示1實驗中的紙片捏成一團讓它跟硬幣從同一高度同時下落
現(xiàn)象:紙團和硬幣幾乎同時落地 師:現(xiàn)在,重的物體和輕的物體幾乎同時落地了,如果我們進一步改善實驗條件,設法讓物體在真空中,又會看到什么現(xiàn)象呢?
取長約1。5米,上端封閉,另一端開口的玻璃筒,里面裝有金屬片、羽毛等,先抽光空氣,再把玻璃筒倒立過來,觀察到什么現(xiàn)象?
生:金屬片和羽毛同時落時。
師:總結以上的實驗現(xiàn)象,我們可以得出怎樣的結論呢?
生:如果沒有空氣阻力,物體下落快慢相同。
(板書)(3)空氣阻力忽略不計時,物體下落快慢相同
(教師用科學實驗進一步說明此結論的正確性)
實例:(1)1971年美國宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子和一根羽毛同時下落,觀察到它們同時落到月球表面上。
(2)1993年4月8日上午,來自世界各地的一些科學家用精密的自動投卸儀器把烏檀木、塑料、鋁等不同材料制成的小球,從比薩斜塔塔身44米處投下,用精密電子儀器和攝像儀紀錄,結果所有小球以同一速度落地。
師:空氣阻力可以忽略不計時,物體沿直線下落的運動就是今天我們要講的一類運動
(板書)2、自由落體運動
(1) 定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動
特點:1。初速度為零。
2、物體只受重力作用。
(2) 自由落體運動的規(guī)律 意大利科學家伽利略對自由落體運動作了許多研究工作,他用簡單明了的科學推理,巧妙地揭露了亞里士多德學說內(nèi)部的矛盾,并推斷自由落體運動是一種勻加速運動。
(用多媒體介紹伽利略對自由落體的研究。)
伽利略所處的年代還沒有鐘表,計時儀器也較差,自由落體運動又很快,伽利略為了研究落體的運動,利用當時的實驗條件做了在斜面上從靜止下滑的直線運動,證明了從靜止下滑的情況下小球在斜面上的運動是勻變速直線運動,用邏輯推理外推到斜面傾角增大到90 ° 的情況,小球?qū)⒆杂上侣?,他認為這時小球仍會保持勻速直線運動的性質(zhì),構思相當之巧妙。 今天,距離伽利略的時代已經(jīng)有三百多年了,伽利略當時無法實驗證實的結論,我們已經(jīng)可以用實驗來證實了。
:讓小球從一定高度下落,利用閃光照相技術拍照。把閃光照片放大,讓學觀察。
(教師簡述研究方法)
師:照片上相鄰的像是相隔同樣的時間拍攝的。從照片上可以看出在相等時間間隔內(nèi),小球下落的位移越來越大,表明小球的速度越來越快,表明物體做得是加速運動。那如何判斷小球做的是勻加速運動呢?
(教師提示從 Δ S=at2分析,讓學生自己根據(jù)數(shù)據(jù)計算相同時間間隔內(nèi)相鄰位移之間的差值 Δ S,找出規(guī)律來,最后教師總結。)
師: Δ S在誤差允許的范圍內(nèi)都是恒量,所以可判斷自由落體運動是初速度為零的勻加速度運動 —— 證實伽利略的推斷是正確的。(板書)結論1:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 師:那它在運動時應遵循哪些規(guī)律呢?
(板書)規(guī)律 :
Vt= at
S= at2/2 師:這個加速度對所有做自由落體運動的物體都相同嗎?
教師提示:要同一地點,從同一高度同時自由下落,同時到達地面,根據(jù)S= at2/2可知,它們的加速度必定相同。
(板書)結論2:在同一地點一切物體在做自由落體運動中的加速度都相同。
師:自由落體運動是一種只在重力作用下的運動,所以這個加速度可稱為
(板書)結論3:重力加速度(g)(自由落體加速度)
A。 數(shù)值和單位
a。 g的變化規(guī)律 :
g隨緯度的升高而增大
g隨高度的增加而減小 b。 標準值:g=9。8m/s2,初中g=9。8N/Kg。粗略計算g=10m/s2
B。 方向:豎直向下
師:自由落體運動是初速度為零,加速度為g的勻變速直線運動,它應遵循哪些規(guī)律呢?
(板書)3、自由落體運動運動學規(guī)律
① Vt=gt
② s= 1/2gt2
③ V2t=2gs 重力加速度的數(shù)值一般取9。8 g/m。s2
(板書)4、應用
例1:鋼珠從17。7米高的地方落下,落下的時間是1。90秒,求重力加速度。
課堂小結:
1、自由落體是一種非常普遍的運動形式,日常生活中許多物 體的下落運動都可以看成是自由落體運動,所以研究自由落體具有普遍的意義。
2、在研究自由落體運動時,我們采用了一種理想化的方法。從最簡單、最基本的情況入手,抓住主要因素,忽略次要因素,由淺及深的推入,從而得出了一種運動形式自由落體運動。這種理想化的方式,在以后我們學習物理時經(jīng)常要用到。
3、測定勻變速度直線運動加速度的方法:a=(Sn—Sn—1)/t2= Δ S/ t2
板書設計:
第二章 直線運動
第八節(jié) 自由落體運動
1、物體的下落運動
(1)沿直線豎直下落的運動
(2)受重力作用,同時受空氣阻力作用。
問題:(1)不同物體在下落過程中是重的物體下落快呢,還是輕的物體下落快?
(2)物體下落的快慢與什么因素有關?
物體越重,下落越快?
輕的物體比重的物體下落快?
(3)空氣阻力忽略不計時,物體下落快慢相同
2、自由落體運動
(1)定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動
特點:1。初速度為零。
2、物體只受重力作用。
(2)自由落體運動的運動學規(guī)律
結論1:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
規(guī)律 :
Vt= at
S= at2/2
結論2:在同一地點一切物體在做自由落體運動中的加速度都相同。
結論3:重力加速度(g)(自由落體加速度)
A。 數(shù)值和單位
a。 g的變化規(guī)律 :
g隨緯度的升高而增大
g隨高度的增加而減小
b。 標準值:g=9。8m/s2,初中g=9。8N/Kg。粗略計算g=10m/s2
B。 方向:豎直向下
3、自由落體運動規(guī)律
Vt=gt
h= 1/2gt2
V2t=2gh
重力加速度的數(shù)值一般取9。8 g/m。s2
4、應用
5、作業(yè):
教學內(nèi)容為魯科版《普通高中課程標準實驗教科書·物理必修1》(2006年8月第3版)第三章第3節(jié)(第46頁至第53頁)。它是在學習“勻變速直線運動規(guī)律”之后編排的,是勻變速直線運動的特例。通過對自由落體運動的研究,使學生既了解一種具體的運動,又鞏固勻變速運動規(guī)律,也加強了課本知識與實際生活的聯(lián)系;通過研究物理問題的基本思路和科學方法的學習,為今后研究“豎直上拋運動”和“平拋物體的運動”打下良好的基礎。本課利用閃光照片來研究物體運動的方法,也將在后續(xù)課程中應用。因此,本節(jié)課是本章知識的復習課,是培養(yǎng)學生思維的研究課,是聯(lián)系生活的應用課,也是后繼學習的知識準備課。
本節(jié)教材有四個知識點。即:A.影響物體下落快慢的因素;B.自由落體運動的定義、性質(zhì)及特點;C.自由落體運動的加速度g;D.自由落體運動的規(guī)律。
各知識點是按知識的形成過程有機結合的。即:從對落體運動表象的觀察,到深層的分析和研究,由淺入深、由表及里逐一展開。具體說:先觀察軌跡,再判斷運動快慢,進而分析運動的性質(zhì),確定運動加速度,最后明確運動規(guī)律。本節(jié)教材這樣編寫符合教育家贊科夫提出的“使學生理解學習過程”的原則,因此,在課堂教學過程中有必要遵循教材編寫意圖,按知識的形成過程進行教學。
學生學習情況分析
1、學生由于受日常經(jīng)驗的影響,對物體的下落運動普遍存在重快輕慢的錯誤認識。本節(jié)課擬通過學生之間的辯論,使學生明確認識到:日常見到的現(xiàn)象是因為受空氣阻力的影響的緣故,從而有效地消除學生的從生活中得來的錯誤觀念,培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的辯證唯物主義認識觀。
2、學生已學過“勻變速直線運動規(guī)律”的運動學知識,具備了一定的學習基礎,通過DIS傳感器直觀真實地得出自由落體運動的速度圖像后,由學生根據(jù)以前學過的圖像規(guī)律自行總結出自由落體運動的特點,利用“牛頓管實驗”中鐵片和羽毛同時落到底部的實驗現(xiàn)象引導學生根據(jù)已學知識推導出同一地點不同物體自由下落的加速度是相同的,得出自由落體加速度的概念,然后結合勻變速直線運動規(guī)律“水到渠成”地推導出自由落體運動的規(guī)律。
設計思想教學過程的優(yōu)化設計關系到課堂教學的質(zhì)量,教學目標的實驗、教學任務的完成都要通過教學過程來實施。本節(jié)課的主要教學思路如下:
A.由一則生活引入新課,明確課題;通過一個小的演示實驗研究物體下落的運動;
B.通過“辯論賽”的方式探究影響物體下落快慢的因素,然后抓住主要因素,忽略次要因素,建立理想化過程,得出自由落體運動的概念;
C.利用DIS傳感器定量分析,得出自由落體運動的性質(zhì)和特點。利用牛頓管實驗理論推導出同一地點不同物體的自由落體加速度是相同的;
D.用前面學過的勻變速直線運動的規(guī)律及自由落體運動的特點總結出自由落體運動的規(guī)律(公式);
E.在“迷人小實驗”中,利用總結出的公式計算出一般人的反應時間,與引入遙相呼應,進行情感態(tài)度價值觀的教育。
教學目標
1、知識與技能:理解自由落體運動的實質(zhì)及相關概念,掌握自由落體運動的規(guī)律。
2、過程與方法:通過演示實驗讓學生從觀察實驗中分析歸納出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學生將形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維的能力,歸納概括出物理概念和物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度價值觀:
(1)通過實驗、觀察、推理、歸納等科學知識和方法,培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的.認識觀;
(2)通過對自由落體運動的學習,培養(yǎng)學生多層次考慮問題的辯證唯物主義思想;
(3)通過多媒體技術的應用激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生追求科學真理的學習品質(zhì)。
(4)讓學生感受到物理與科學和社會、生活的聯(lián)系,感受到科學的現(xiàn)實性。使學生產(chǎn)生強烈的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理,初步領略科學的美妙與和諧,體驗解決問題時的喜悅。培養(yǎng)學生合作意識與協(xié)作精神。
教學重點和難點
重點:
認識自由落體運動是初速度為零、加速度為 g的勻變速直線運動,并能應用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體運動的問題.
難點:
(1)物體下落的快慢與物體所受重力大小無直接關系。
(2)同一地點自由落體運動中不同物體下落的加速度都為g。
教學過程設計
一、引入新課
同學們,在講新課之前,老師先給大家講一則生活見聞。老師有一次在街上看見一個江湖騙子在行騙,現(xiàn)在我將他的騙術再現(xiàn)一下:
這是一張百元鈔票,我捏住它的頂端,你用兩個手指放在鈔票的中部做好捏住鈔票的準備,但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到鈔票,當看到我松手時,你就立刻去捏鈔票。
騙子說:“如果你能捏得住,百元鈔票歸你,如果捏不住,你只需給我五元錢”。
現(xiàn)在請三位反應敏捷的同學上臺來試試,看能否捏得住鈔票。
事實證明,絕大多數(shù)人都捏不到鈔票而被騙。要戳穿騙子的騙局,揭示其中的科學道理,學習完本節(jié)內(nèi)容就知道了。
二、新課教學
[板書:第3節(jié)勻變速直線運動實例——自由落體運動]
師:現(xiàn)在我們來研究掛在細線下靜止的小球,小球受哪些力的作用?
生:重力和拉力
師:如果把線剪斷,小球下落后受什么力作用?
生:重力和空氣阻力(較?。?/p>
師:那么,小球?qū)⒃谑裁捶较蛏线\動?
生:沿豎直方向下落
演示:用火將繩子剪斷,小球下落。
這就是我們常見的物體自由下落的現(xiàn)象。將輕重不同的物體從同一高度同時靜止釋放,快慢相同嗎?(同學們七嘴八舌,主要有兩種看法:重的物體下落快、重的物體不一定下落快。)
[板書:一、科學探究1——輕重物體下落快慢相同嗎?]
師:贊成重的物體下落快的同學請舉手,贊成重的物體下落不一定快的同學請舉手。究竟哪種說法正確呢?現(xiàn)在我們來舉行一次小小的辯論賽吧。請剛才舉手的同學們各選出三名代表,坐到講臺的兩側來。
坐在講臺左側的代表隊為正方,他們的觀點是:重的物體下落快。坐在講臺右側的代表隊為反方,他們的觀點是:重的物體下落不一定快。每隊的桌面上放有硬幣一枚、相同紙片兩張、相同體積的鐵球和鋁球各一個?,F(xiàn)在各隊先討論5分鐘,可以利用桌面的器材設計實驗來論證本方的觀點。
正方甲生:同學們請看,將硬幣與紙片同時由同一高度靜止釋放,硬幣比紙片下落得快,說明重的物體下落快。(鼓掌)
反方乙生:將紙片捏成團,然后與硬幣同時由同一高度靜止釋放,兩者幾乎同時落到桌面上。說明重的物體下落不一定快。(鼓掌)
正方丙生:你們怎么證明是同時到達呢?根本看不清楚,硬幣肯定會更快到達桌面的,只是太快了,我們眼睛區(qū)分不出來。
反方丁生:將鐵球和鋁球同時由同一高度靜止釋放,大家認真聽聽,落到桌面時,聲音只有一個(演示),說明兩球是同時落到桌面的,也即快慢一樣。
正方丙生:落到桌面的聲音并不清脆,有些混濁,也許是兩個時間間隔太短了,我們的耳朵區(qū)分不出來。
反方戊生:我們假設“較重的鐵球下落得快”是正確的,那么將鐵球和鋁球用線連在一起下落,跟鐵球單獨下落相比,誰下落得快?按正方觀點連在一起的兩球比鐵球重,應該比鐵球下落得快。但是鐵球和鋁球連在一起后,下落得慢的鋁球要對下落得快的鐵球起阻礙作用,所以兩球連在一起時,應該比單獨的鐵球下落得慢。由正方觀點推出了自相矛盾的兩個結論,所以說,正方觀點在邏輯上是站不住腳的,是錯誤的。(熱烈鼓掌)
正方同學面面相覷,啞口無言。
師:在剛才的激烈辯論中,正反雙方同學都能開動腦筋、積極思考,充分利用了桌面上的器材來論證已方的觀點,特別是反方戊生在實驗觀察效果不夠明顯的情況下,能利用我國古代“以子之矛攻子之盾”的邏輯思想,推翻了正方的觀點,更是值得稱贊的?,F(xiàn)在我宣布反方同學獲勝。(鼓掌)
師:重的物體不一定比輕的物體下落得快。那么,物體自由下落快慢到底受什么因素影響呢?為什么紙片捏成團后,重量未變,但下落得快呢?
生:因為物體自由下落時,物體除了受重力作用以外,還受到空氣阻力的影響,紙片捏成團后,重力作用不變,而空氣阻力的影響變小,所以下落得快。
師:如果沒有空氣阻力作用的話,物體自由下落得情況會怎樣呢?我們通過實驗來觀察這一情況。
演示:牛頓管實驗。
師:輕重不同的羽毛和金屬片在沒有空氣的空間自由下落,它們不受空氣阻力作用,下落快慢相同;若在有空氣的空間下落,它們受到空氣阻力作用時,下落快慢就不相同了。綜合上述實驗,得出結論:
[板書:若無空氣阻力作用,不同物體自由下落運動快慢相同。]
師:物理學中,把物體只在重力作用下,從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。而在日常生活中,物體下落不可能不受空氣阻力作用,如果空氣阻力相對于重力而言很小可忽略不計的話,物體由靜止下落的運動就可看成是自由落體運動,例如:鐵片與金屬小球從靜止開始下落的運動等等。所以自由落體運動是一個理想化過程。通過理想化突出主要因素,忽略次要因素,從而使問題簡單化,這是物理學中常用到的一種研究問題的科學方法。
我們可以看到自由落體運動的物體速度越來越大,是作勻加速運動嗎?
[板書:二、科學探究2:自由落體運動的特點]
師:我們曾用什么方法研究并判斷勻變速直線運動呢?
生:當相鄰且相等時間內(nèi)的位移之差Δs為定值時,小球作勻加速直線運動,且有Δs=aT2。
師:留跡法是研究物理規(guī)律的重要方法。例如頻閃照片、紙帶等。
課本第47頁的圖3—26是小球做自由落體運動的頻閃照片。限于時間關系,請大家在課后由該圖片上的數(shù)據(jù)判斷自由落體運動的性質(zhì)并計算其加速度。
現(xiàn)在我們用一臺較為先進的儀器——DIS傳感器來研究自由落體運動的性質(zhì)。
將重物和速度傳感器連在一起自由下落,通過電腦直接在大屏幕上顯示出其速度——時間圖像。圖像有什么特點,由圖像可以得到哪些結論呢?
生:自由落體運動的速度圖像為一條過原點的傾斜直線,說明了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
[板書:1、自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。]
師:在同一地點將兩個不同的物體靜止釋放,不計空氣阻力,它們運動的加速度相同嗎?大家可以根據(jù)剛才我們做過的牛頓管實驗中羽毛和鐵片的運動情況進行理論推導。請一位同學上臺演板。
學生演板:
即不同物體自由下落的加速度是相同的。
師: 在同一地點,一切物體在自由落體運動中的加速度都相同,這個加速度叫做自由落體加速度,又叫重力加速度,通常用g來表示。
[板書:2、自由落體運動的加速度a=g,方向豎直向下。]
師:請同學們閱讀課本第48頁的信息窗。由信息窗可以獲取哪些信息呢?
生:不同緯度重力加速度的值不同,緯度越高,重力加速度值越小。
師:很好,請坐。重力加速度的值不僅跟緯度有關,還跟高度等因素有關,這將在我們以后的學習中繼續(xù)學習。自由落體運動是v0=0,a=g的勻加度直線運動,我們能否利用以前學過的勻變速運動的公式推導出自由落體運動的公式呢?
生:能。
由
師:很好。式中的s我們也常用h來替代。
[板書:三、自由落體運動公式 ]
師:請大家根據(jù)課本第49頁“迷你實驗室”中提示的方法,兩人一組,互測對方的反應時間。(下臺詢問)絕大多數(shù)同學的反應時間在0.15—0.18s之間,而百元鈔票長為15.6cm,一半長7.8cm,將h=7.8cm代入公式可得t=0.13s,可惡的騙子就是利用這0.02—0.04s的差距騙取人民的錢財?shù)摹OM蠹彝ㄟ^本課的學習能夠理解“占小便宜吃大虧”、“天上不會掉餡餅”的人生哲理。
師:0.02s讓騙子的詭計得逞;0.02s楊利偉叔叔駕駛“神舟五號”繞地球運行了約158m;雅典奧運會百米決賽賽場上蓋特林9秒85,奧比科維魯9秒86,格林9秒87。他們都只相差了0.01s,這是怎樣的差距?是從“金牌”到“銀牌”到“銅牌”的巨大落差,更是近在眼前卻難以逾越的無奈……。時間對于每個人來說都是寶貴的,同學們要珍惜屬于自己的分分秒秒,努力學習、快樂生活,將來成為一個對社會有貢獻的人。
課堂小結(1)我們運用了物理學中的理想化方法,從最簡單、最基本的情況入手,抓住影響運動的主要因素,去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾,建立了理想化的物理過程——自由落體運動,理想化是研究物理問題常用的方法之一,在后面的學習中我們還要用到。
(2)通過分析處理實驗數(shù)據(jù),推出了自由落體加速度的概念,結合勻變速直線運動的規(guī)律推導出自由落體的運動規(guī)律,
(3)同學們要學會研究問題的方法而不僅僅是知識本身,知識的結論當然重要,但更重要的是如何獲取知識和處理知識。
布置作業(yè):
1、利用課本第47頁的圖3—26上的數(shù)據(jù)判斷自由落體運動的性質(zhì)并計算其加速度。
2、閱讀課本第50頁至52頁,完成第53頁練習5、6。
3、查閱資料,了解重力加速度的測量有什么實際意義。
4、由實驗測出的重力加速度的值比當?shù)貙嶋H的重力加速度的值小,試分析誤差來源。如何改進實驗可以減少誤差?
教學小結與反思
1、由一則生活見聞引出課題,較好地集中了學生的注意力,激發(fā)了學生強烈的求知欲,有效地調(diào)動了課堂氣氛。
2、通過實驗演示,激發(fā)學生的好奇心,培養(yǎng)學生的學習興趣,用火燒斷懸線,可避免剪刀剪斷懸線時對懸線橫切的不利影響,確保小球開始下落時初速為零。
3、通過“辯論賽”,引導學生動手、動腦、動嘴,自行設計實驗探究物理規(guī)律,很好地培養(yǎng)了學生團結協(xié)作、自主學習、勇于探索創(chuàng)新的精神,較好地訓練了學生的語言表達能力,讓學生充分體驗到了成功的喜悅。也使學生了解突出主要因素,忽略次要因素的哲學思想,逐步幫助學生樹立起辯證唯物主義的認識論。
4、為了保證學生有充足計算時間,特把頻閃照片的數(shù)據(jù)分析和處理放在課后進行。課內(nèi)則采用先進的DIS傳感器系統(tǒng),直觀、真實、快捷地展示出自由落體運動的速度圖像,然后依據(jù)學生已有的知識和物理研究方法,通過數(shù)據(jù)分析、歸納總結、類比遷移,由自己推導出自由落體的運動性質(zhì)和規(guī)律。
5、最后的“迷你小實驗”與引入遙相呼應,及時對學生進行情感態(tài)度價值觀的教育,使學生建立正確的人生觀和價值觀。
6、本節(jié)課科學探究所花時間較多,沒有安排隨堂訓練,擬在下節(jié)課補充一節(jié)習題課。
1教學目標
★知識與技能
1.了解物理學史。
2.知道伽利略對自由落體運動的研究方法。
★過程與方法
1.學習伽利略的科學方法。
2.培養(yǎng)學生自己查找資料學習物理學史。
3.情感態(tài)度與價值觀
3.1學習科學家們對知識敢于質(zhì)疑的勇氣。
3.2學習科學家們科學研究的執(zhí)著精神。
3.3通過學生自己查找資料,提高學生對物理學的興趣。
4.通過對亞里士多德和伽利略的了解,認識到科學的探索是一個漫長的過程,需要幾代人的不懈努力。
2學情分析
3重點難點
伽利略對落體問題的邏輯推理。
伽利略的驗證性實驗的設計。
伽利略的理想外推。
4教學過程
第一學時
教學活動
活動1【講授】伽利略對自由落體運動的研究
一、認識兩位科學家
老師提出:哪位同學樂意給大家講一講自己所查到的關于伽利略和亞里士多德的資料,先說說伽利略吧。
學生可能的回答:
①伽利略全名伽利略·伽利萊,他是文藝復興后期近代實驗科學的創(chuàng)始人。1564年伽利略生于意大利的比薩城,1611年,伽利略應邀來到羅馬,在羅馬期間,伽利略為了確立新的自然研究法—實驗法的地位,又同教會的唯心論世界觀進行了激烈的斗爭,這就更加激怒了教會。1632年,他的名著《關于兩大世界體系的對話》出版,但立即被教會列為觸犯禁忌的書。1633年6月22日,伽利略受到宗教法庭審判,并被判終身軟禁,成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年,伽利略在荷蘭出版了《關于兩門新學科與數(shù)學證明的談話》一書,對自己多年來在力學方面的研究進行了總結。
②他的父親是一位才華出眾的音樂家和教育家。他在科學上的創(chuàng)造才能,在青年時代就顯示出來了。當他還是比薩大學醫(yī)科學生時,就發(fā)明了能測量脈搏速率的擺式計時裝置。后來他的興趣轉(zhuǎn)向了數(shù)學和物理學。
③1581年,17歲的伽利略對古希臘的物理學及亞里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作著迷。伽利略在數(shù)學、天文學,特別是力學方面有了很深的造詣,學術上成果累累。他通過大量的觀察和實驗總結出了慣性定律、自由落體運動規(guī)律和相對性原理;發(fā)現(xiàn)了單擺振動的等時性原理;用自制的33倍望遠鏡觀察天象,發(fā)現(xiàn)了一系列令人震驚的天文現(xiàn)象。伽利略將觀察到的天文現(xiàn)象寫成《星際使者》一書,于1610年發(fā)表。書中介紹了月球上的.環(huán)狀山脈,無數(shù)星體構成的銀河系,金星的盈虧,木星的四顆衛(wèi)星,太陽黑斑等等,從而對哥白尼的“天體運行”論提供了有力的支持,同時也動搖了亞里士多德—托勒密的地心說。
教師對學生的回答給予肯定:關于伽利略的資料收集非常細致,下面再說說亞里士多德吧。
學生可能的回答:
①作為一位偉大的、百科全書式的科學家,亞里士多德對世界的貢獻之大,令人震驚。他至少撰寫了170種著作,其中流傳下來的有47種。他的科學著作,在那個年代簡直就是一本百科全書。但他的成就遠不止于此。他還是一位真正哲學家,對哲學每個學科幾乎都做出了貢獻。亞里士多德集中古代知識于一身,在他死后幾百年中,沒有一個人像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“最博學的人”。
②亞里士多德最大的貢獻在于創(chuàng)立了形式邏輯這一重要分支學科。邏輯思維是亞里士多德在眾多領域建樹卓越的支柱。
亞里士多德的思想對西方文化根本傾向以至內(nèi)容產(chǎn)生了深刻的影響。在上古及中古時期,他的著作被譯成拉丁文、敘利亞文、阿拉伯文、意大利文、希伯來文、德語和英語。隨著亞里士多德作品的不斷被發(fā)現(xiàn),中世紀出現(xiàn)了一個研究亞里士多德主義的新時代,學者們以此作為求得各方面真知識的基礎。
亞里士多德學識淵博,著述頗豐。他對于當時尚未分類的科學部門如政治、邏輯、倫理、歷史、物理(自然學科)、心理學、美學、教育學等均有研究并有獨到見解,被馬克思譽為“古代最偉大的思想家”。
③亞里士多德是古希臘又一位偉大的教育思想家,建立了包括自然學科在內(nèi)的百科全書式的課程體系,提出了注重實踐的良好措施,為后人留下了一筆包羅宏富的教育遺產(chǎn)。亞里士多德顯示了希臘科學的一個轉(zhuǎn)折點。在他以前,科學家和哲學家都力求提出一個完整的世界體系,來解釋自然現(xiàn)象.他是最后一個提出完整世界體系的人。在他以后,許多科學家放棄提出完整體系的企圖,轉(zhuǎn)入研究具體問題。
教師指出:物理教科書上,亞里士多德給同學們的形象不妙、他老是出錯,老是作出一些輕率的結論。同學們覺得亞里士多德實在太不高明而伽利略則比他偉大于百倍。事實上,亞里士多德是古代一位偉大的學者,一位百科全書式的大學問家,有幾乎無所不及的思想成。我們應該正確的、全面的去認識一位科學家。伽利略創(chuàng)造了一套對近代科學的發(fā)展極為有益的科學方法,從而糾正了亞里士多德在物理上犯的一些錯誤。
二、伽利略的科學方法
(教師結合伽利略對自由落體的研究,通過教師提問學生回答的方式學習伽利略的科學方法)
問題的提出
教師提問:亞里士多德依據(jù)平常觀察的事實,是怎樣確定物體下落的快慢什么因素決定的?
亞里士多德通過觀察,在日常生活中,重的物體下落快,輕的物體下落慢。得出結論:物體下落的快慢是由它們的重量決定的。
教師提出:那么物體下落的快慢與它們的重量有關系嗎?
提出假設,邏輯推理。
教師提出:伽利略是怎樣提出假設,運用邏輯推理的?
學生可能的回答:他假設大石頭的下落速度為8,小石頭的下落速度為4,當我們把兩塊石頭捆在一起,大石頭會被小石頭拖的慢下來。但兩塊石頭捆在一起,重量增大,整個系統(tǒng)下落的速度應該比8大。這樣就出現(xiàn)了矛盾。
教師提問:伽利略提出了什么樣的假設?
學生可能的回答:假設大小石頭下落的一樣快。
教師補充:猜想落體是一種簡單的變速運動,速度可能跟時間成正比,也可能跟位移成正比利用數(shù)學和邏輯進行推理,然后實驗驗證。
教師提問:伽利略經(jīng)過數(shù)學推導得出速度與時間成正比,然后通過實驗進行驗證,他是如何進行實驗驗證的?
①學生可能的回答:通過小球的下落運動,測出小球的下落速度和時間。
②他讓小球沿斜面滾下,減小加速度,延長運動時間,便于觀測。
③他進行的是坡度比較小的斜面實驗,后來他就將實驗進行了合理的外推,當傾角增大到90°,小球的運動就是自由落體運動。
對假說進行修正和推廣。
教師提出:經(jīng)過幾位同學的回答,問題比較全面了。伽利略完成了實驗驗證后,沒有就此而止,而是進一步思考為什么日常生活中,輕的物體下落得比較慢,重的物體下落得比較快。
學生共同回答:因為空氣阻力.
教師指出:這就是伽利略為我們創(chuàng)造的一套對近代科學的發(fā)展極其有益的科學方法。后面的學習中我們還要經(jīng)常用到。
三、作業(yè)設計
認真閱讀課本緒言“走進物理課堂之前”,分析“孩子們”是如何運用伽利略的科學方法進行探索的。
●教學設計說明
本節(jié)課,主要由兩部分組成:對科學家的了解;對伽利略科學方法的學習.這兩個方面主要是由學生通過查資料、預習,在老師的引導下,以學生為主體,進行學習的。
知識講授的同時,給學生介紹物理學家、講授物理學史.不僅讓他們了解物理學家的工作,物理科學的發(fā)展過程,更重要的是通過了解科學發(fā)展的曲折性,以此撼動學生的心,讓他們從中獲得啟迪。
●板書設計
△認識兩位科學家。
△ 伽利略的科學方法。
①問題的提出。
②提出假設,邏輯推理。
③利用數(shù)學和邏輯進行推理,然后實驗驗證。
④對假說進行修正和推廣。
6 伽利略對自由落體運動的研究
課時設計 課堂實錄
一、課程分析
1.本節(jié)課使用的教材是《普通高中課程標準實驗教科書物理(必修1)(人民教育出版社)》,教學的內(nèi)容是第二章第5節(jié)關于自由落體運動的內(nèi)容。
2.教學內(nèi)容(教學重點、難點、關鍵)
(1)自由落體運動的研究。
(2)對自由落體運動規(guī)律的實驗探究過程。
(3)運用自由落體運動的規(guī)律解決簡單問題。
二、學情分析
1.學生在剛學完勻變速直線運動的規(guī)律后,急需一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律,而對自由落體運動的研究,恰恰適應了學生的這一要求,在本節(jié)課的學習中,要讓學生的認識有進一步的提高。
2.本節(jié)課從人類對自由落體運動的認識歷史引入,介紹亞里士多德、伽利略的研究過程,對輕重物體下落快慢的因素和自由落體運動的理解,以期學生對自由落體運動有全面、清楚的認識。
3.兩位科學家在研究自由落體運動中做出了杰出的貢獻,講課時講出他們的研究成果,這樣既可以培養(yǎng)學生熱愛科學的思想,又可以活躍課堂氣氛。
三、設計理念
本節(jié)課從生活實踐出發(fā),結合學生在實際生活中的觀察,初步了解自由落體運動,并通過對兩位科學家對自由落體運動的研究,結合伽利略的理想實驗,得出自由落體運動的特點。接著,通過實驗讓學生自主探究自由落體運動所遵循的規(guī)律。通過學生對自由落體運動規(guī)律的理解加以訓練,讓學生初步接受自由落體運動的規(guī)律,最后,在學生深入了解和掌握了自由落體運動的規(guī)律后,通過回扣課堂游戲,使學生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高。
四、學習目標
1.知識與技能:
(1)研究并認識自由落體運動的特點和規(guī)律。
(2)理解自由落體運動的特點和規(guī)律;并會運用自由落體運動的特點和規(guī)律解答相關問題。
2.過程與方法:
(1)通過觀察演示實驗,概括出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學生觀察,分析能力。
(2)利用已知的`直線運動規(guī)律來研究自由落體運動。
3.情感態(tài)度價值觀:
(1)培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
(2)培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風。
五、教學過程設計
(一)新課引入
設計思路:在復習之前勻變速直線運動規(guī)律的基礎上引入本節(jié)課我們將學習一中特殊的勻變速直線運動自由落體運動。復習不僅能起到之前知識鞏固的作用,而且能使學生在新課當中更好更快的學習。
師:我們已經(jīng)學習了勻變速直線運動中的一些運動規(guī)律請同學到黑板上寫出我們之前學過的一些規(guī)律。
生:到黑板前寫出。
師:很好那么我們今天要繼續(xù)學習一種特殊的勻變速直線運動自由落體運動。
一、課程分析
1.本節(jié)課使用的教材是《普通高中課程標準實驗教科書物理(必修1)(人民教育出版社)》,教學的內(nèi)容是第二章第5節(jié)關于自由落體運動的內(nèi)容。
2.教學內(nèi)容(教學重點、難點、關鍵)
(1)自由落體運動的研究歷程中體現(xiàn)出來的科學研究方法。
(2)對自由落體運動規(guī)律的實驗探究過程。
(3)運用自由落體運動的規(guī)律解決簡單問題。
二、學情分析
1、學生在剛學完勻變速直線運動的規(guī)律后,急需一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律,而對自由落體運動的研究,恰恰適應了學生的這一要求,在本節(jié)課的學習中,要讓學生的認識有進一步的提高。
2、本節(jié)課從人類對自由落體運動的認識歷史引入,重點介紹亞里士多德、伽利略的研究方法,強調(diào)對自由落體運動的理解,以期學生對自由落體運動有全面、清楚的認識。
3、兩位科學家在研究自由落體運動中做出了杰出的貢獻,講課時展示他們的研究成果及對他們的評價,這樣既可以培養(yǎng)學生熱愛科學的思想,又可以活躍課堂氣氛。
三、設計理念
本節(jié)課從生活實踐出發(fā),結合學生在實際生活中的觀察,初步了解自由落體運動,并通過對兩位科學家對自由落體運動的研究,結合伽利略的理想實驗,得出自由落體運動的特點。接著,通過實驗讓學生自主探究自由落體運動所遵循的規(guī)律。通過學生對自由落體運動規(guī)律的理解加以訓練,讓學生初步接受自由落體運動的規(guī)律,最后,在學生深入了解和掌握了自由落體運動的規(guī)律后,通過回扣課堂游戲,使學生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高。
四、學習目標
1、 知識與技能:
(1)研究并認識自由落體運動的特點和規(guī)律。
(2)理解自由落體運動的特點和規(guī)律;并會運用自由落體運動的特點和規(guī)律解答相關問題。
2、過程與方法:
(1)通過觀察演示實驗,概括出自由落體運動的特點,培養(yǎng)學生觀察,分析能力。
(2)利用已知的直線運動規(guī)律來研究自由落體運動。
3、情感態(tài)度價值觀:
(1)培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
(2)培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風。
五、教學過程設計
(一)新課引入
設計思路:教師在課堂教學過程中,有意識地創(chuàng)設情境,通過提出一些與課文有關的富有啟發(fā)性的問題,將學生引入情境之中,容易激發(fā)起學習的動機,培養(yǎng)學習興趣。通過合理創(chuàng)設情境,不僅能起到組織教學的作用,而且能使學生明確學習目標,產(chǎn)生濃厚的學習興趣。
師:同學們,咱們班哪位同學反應比較快?請到講臺上來。
生:(推薦一位同學)。
師:我們看這位同學能不能抓住這片鐵片。(向?qū)W生展示長度約為3、5cm的鐵片)
師生共同完成這一游戲。
師:同學們,這位同學能抓住這片鐵片嗎?
生:不能。
師:為什么不能抓住呢?我們在學習了自由落體運動之后,同學們就知道其中的奧秘了。
設計思路:創(chuàng)設問題情境就是在講授內(nèi)容和學生求知心理之間制造一種“不協(xié)調(diào)”,將學生引入一種與物理問題有關的情境中,造成一種懸念,使學生產(chǎn)生向往、探索的欲望,處于欲擺不能的狀態(tài)。創(chuàng)設問題情境時應注意:問題要小而具體、新穎有趣、有適當?shù)碾y度;有啟發(fā)性,要善于將所要解決的課題寓于學生實際掌握的知識基礎之中,造成心理上的懸念。懸念解除之時,也就是正遷移實現(xiàn)之時。
【板書】課題:第三節(jié) 自由落體運動
(二)新課研究:
設計思路:在教學中,教師應運用物理本身的魅力激發(fā)學生求知的欲望和情感,同時,教師本身以飽滿的熱情、強烈的求知欲、熱愛物理學科的情趣,帶領學生去探索物理世界的奧秘,就會對學生的學習興趣產(chǎn)生巨大影響。
師:同學們,物理規(guī)律的研究總是來源于生活,有服務于生活。為了更深入的研究自由落體運動的規(guī)律,我們也需要從生活實踐出發(fā),來討論幾個問題。
提出問題:在日常生活中,重的物體和輕的物體誰下落的更快一些呢?
生:重的物體下落的快一些。
師:我們通過幾個小實驗一起驗證一下同學們的結論是否正確。
設計學生實驗1:紙片和硬幣從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
學生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結論:重的硬幣要比輕的紙片下落的快。
教師演示牛頓管實驗,讓學生再次驗證自己的結論。
師:兩千多年前,古希臘哲學家亞里士多德也持有這一觀點,在人類還處于懵懂時期的時候,亞里士多德就對這一現(xiàn)象作出研究,這本身就值得我們尊敬。但這個觀點是否正確呢?我們還是通過實驗來驗證。
設計學生實驗2:將紙片團成紙團,再和硬幣從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
教師強調(diào),紙團和紙片的質(zhì)量是相同的。
學生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結論:重的硬幣要和輕的紙團下落的幾乎一樣快。
提出問題:為什么會得到相互矛盾的結論?
學生思考
師:對表面現(xiàn)象的觀察有時會得出錯誤的結論,我們要用透過現(xiàn)象看本質(zhì)的研究方法去研究問題。三百多年以前,伽利略就是用這樣的方法否定了亞里士多德的觀點。
設計思路:教學中應注意新舊知識異同的比較,通過對比,能透過表面現(xiàn)象,看清不同的物理本質(zhì)。在對比過程中,學生始終處于主動積極、探索進取狀態(tài),引起有意注意,促成思維交鋒,這樣對完善舊知識,自覺完成從舊知識到達新知識的遷移,并鞏固新知識,都極為有利,不然,就公式論公式,該對比不對比,不僅不會促進遷移,反而會造成負遷移。心理學研究表明:對比抗干擾,加強對易混知識的比較,找準分化點,利于排除干擾,加深對某些相關概念的認識和理解,促使易混知識在學生頭腦中徹底分化。
設計學生實驗3:將硬幣放在紙片上面組合成一體,和另一相同的紙片從相同的高度同時下落,看誰下落的快?
學生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象,得到結論:重的硬幣和紙片的結合體要比輕的紙團下落慢。
提出問題:同學們,現(xiàn)在我想讓兩者下落的幾乎一樣快,應該怎樣做?
學生討論并提出實驗方案。
生:讓紙片包住硬幣并團成紙團。
師:同學們實際做一下看看。
學生做實驗,并觀察實驗現(xiàn)象。
教師提出問題:我們做的上述幾個實驗,為什么會得出不同的結論?
生:有空氣阻力的影響。
師:如果我們忽略空氣阻力的影響,同學們猜一下,會出現(xiàn)什么情況?
教師演示牛頓管實驗,讓學生驗證自己的猜想。
設計思路:美國著名心理學家布魯納曾說:掌握一般概念和原理是通向普遍遷移的大道。因此,我們在組織教材時,應把基本概念和規(guī)律放在首位,突出教材的系統(tǒng)性和規(guī)律性。通過上述幾個學生實驗,讓學生充分體驗學習的快樂,體驗實驗探究在物理規(guī)律研究中的重要作用;同時也活躍課堂氣氛,增強學生的學習興趣。
【板書】
1、自由落體運動:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。
師:那么,自由落體運動到底是一種什么樣的運動呢?他遵循什么樣的規(guī)律呢?現(xiàn)在我們通過實驗來探究自由落體運動的規(guī)律。
教師介紹實驗器材,并簡單的介紹實驗過程和步驟,引導學生進行分組實驗。
實驗探究過程:(單位:cm 數(shù)據(jù)均保留到小數(shù)點后兩位)
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s
δs
δs平均值
a
2、 注:δs= s1—s2= s3— s4= s5–s6=at2
學生進行分組實驗,并通過對紙帶的分析和數(shù)據(jù)的處理,探究自由落體運動的特點和規(guī)律。
設計思路:物理課堂教學過程中,很多的教學內(nèi)容都能引起學生學習物理的興趣。教師要以良好的契機為抓手,立足于誘導學生的學習興趣。
【板書】
2、自由落體運動的特點:初速度為零的勻加速直線運動。
師:自由落體運動是勻加速直線運動,那么它的加速度是多大呢?我們還是通過實驗進行探究。
學生通過對紙帶的分析和數(shù)據(jù)的處理,探究自由落體運動的加速度。
根據(jù)實驗結果得出自由落體運動加速度記為:g
在不同的緯度和高度時,g值是不一樣的,緯度越高g越大,高度越高g學小,在正常情況下
在要求不是很高的情況下,取g=10m/s2。
【板書】
3、自由落體運動加速度:
師:由勻變速直線運動的運動規(guī)律可知自由落體運動的規(guī)律為:
3、自由落體運動的規(guī)律: ,
設計思路:人的每一個認識活動都含有一定的認知結構,它是人類認識客觀事物在主觀上的反映。建構認知結構,是中學物理教學的中心環(huán)節(jié)。促進新、舊知識的交互作用,對于完善認知結構,使認知結構系統(tǒng)化、綜合化、整體化具有重要作用。在教學中,要引導學生積極地把新概念或規(guī)律與自己認知結構中原有的適當概念相聯(lián)系,把新概念、規(guī)律納入原有概念、規(guī)律中,同時使新概念、規(guī)律與原有的有關概念、規(guī)律進一步分化和融匯貫通,組成一個整體結構。
例題、一塊石頭從離地面20m高的樓頂自由落下,經(jīng)過多長時間石頭落到地面?石頭到達地面時的速度有多大?(忽略空氣阻力,g取10m/s2)
解析:設經(jīng)過時間t石頭落到地面,速度為v,由自由落體運動的規(guī)律得:
代入數(shù)值,解得:
設計思路:通過例題,讓學生充分理解自由落體運動的特點和規(guī)律,并體驗勝利的喜悅。
師:同學們,現(xiàn)在我們回到開課時的小游戲,同學們?yōu)槭裁醋ゲ坏借F片呢?人的反應時間很難達到0、1s這么短的時間,那么,同學們計算一下,在0、1s內(nèi)做自由落體運動的物體下落的高度是多少呢?
學生認真計算,并給出答案:在0、1s內(nèi)做自由落體運動的物體下落的高度是4、9cm。
師:(展示鐵片)這片鐵片的長度只有3、5cm。所以,同學們是抓不到的。
設計思路:物理教學中,教師應運用物理本身的魅力激發(fā)學生求知的欲望和情感,教師要從教學效果出發(fā),通過精心設計,將最新的教學理念融入到每節(jié)課的教學過程中,注意廣泛收集物理學科最新成果,結合教學內(nèi)容,巧妙地包裝,隆重地介紹,激發(fā)學生的求知欲和興趣。
師:本節(jié)課的最后,請同學們把課本翻到第53頁,利用課本上提供的方法,測量一下你的反應時間。
設計思路:讓學生充分體會物理規(guī)律在日常生活中的妙用,并通過他們自己測量的反應時間回扣抓鐵片的過程,是本節(jié)課的教學更加完美。
(四)小結
本節(jié)課我們學習了
1、什么是自由落體運動
2、自由落體運動的特點和規(guī)律
3、自由落體加速度
(五)《自由落體運動》教學設計
②實驗探究,激發(fā)學生深入學習的動力
③實驗探究自由落體運動的特點和規(guī)律
④實驗探究自由落體加速度
運
⑤回扣課堂小游戲,解疑
⑥激發(fā)學生興趣,測量自己的反應時間
①課堂質(zhì)疑,激發(fā)學生的學習興趣
(六)板書設計
第三節(jié) 自由落體運動
1、自由落體運動
物體不受其他因素影響,只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。
2、自由落體運動的特點
初速度為零的勻加速直線運動。
3、自由落體加速度
4、自由落體運動的規(guī)律
六、教后反思
1、在物理教學中,使學生養(yǎng)成良好的學習習慣、打好基礎、培養(yǎng)能力和教師加強必要的指導,是促進知識順利遷移所不可少的前提。所以教師在采用行之有效的教法、認真研究學生的學法,進行物理教學改革的同時,認真學習知識遷移規(guī)律,并考慮影響知識遷移的各種因素,定能提高教學效果。
2、新課程強調(diào)學習方式的改變,倡導以“主動、探究、合作”為主要特征的學習方式。
3、“實驗啟發(fā)式”綜合教學模式是我們學科的老師在教學實踐中總結出來的模式,已在實踐中收到一定效果,當然也有待在具體的教學實踐中不斷地完善,使之變得更科學。
4、本節(jié)課探究自由落體運動的規(guī)律,從歷史上的研究過程入手,所以本節(jié)課的思路比較開闊,轉(zhuǎn)折比較多,教師在教學過程中應注意內(nèi)容的銜接。
5、本節(jié)課的演示實驗比較多,做好演示實驗,有利于幫助學生理解自由落體運動的特點,在本節(jié)課的教學中,這一點尤為重要。
一、教學目標
1、知識與技能
(1)認識自由落體運動,知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
(2)能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。
(3)知道什么是自由落體的加速度,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)掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律,并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。
(5)初步了解探索自然規(guī)律的科學方法,重點培養(yǎng)學生的實驗能力和推理能力。
2、過程與方法
(1)會根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法。
(2)會利用實驗數(shù)據(jù)分析并能歸納總結出物理規(guī)律的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)通過指導學生探究,調(diào)動學生積極參與討論,培養(yǎng)學生學習物理的濃厚興趣。
(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。
(3)培養(yǎng)學生的團結合作精神和協(xié)作意識,敢于積極探索并能提出與別人不同的見解。
二、教學重難點
重點:
1.自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。
2.掌握自由落體運動的規(guī)律,并能運用其解決實際問題。
難點:理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題。
三、教學過程
1、新課導入
這一環(huán)節(jié)采用游戲?qū)?,教師在課前需要設計制作好“測反應時間尺”(在一約50cm長的尺有刻度的一面標上自由下落對應長度所用的時間)。
師:一般情況下,刻度尺是用來測量什么物理量的?
生:測量物體長度的!
師:大家看到我手里的這把尺子了沒有?我這把尺子跟普通尺子是不一樣,有特殊的功能,它可以測量出你的反應時間。不信?我請幾位同學上來試試。
找?guī)酌瑢W上來做這個實驗??赏ㄟ^比比誰的反應時間短來調(diào)動學生的積極性。
師:相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應時間呢?是根據(jù)什么原理呢?我可以告訴大家,尺子測時間的原理就是利用尺子下落過程中的運動特點制成的。而我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運動。
師:像尺子下落這樣的運動是一種常見的運動。掛在線上的重物,如果把線剪斷,它就在重力的作用下,沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊,在重力的作用下也沿著豎直方向下落。
師:不同的物體下落快慢是否一樣呢?物體下落的快慢由哪些量決定?請大家結合日常生活經(jīng)驗回答問題。
生:不同物體下落快慢應該是不一樣的,下落快慢應該是由質(zhì)量決定,質(zhì)量大的下落快,質(zhì)量小的下落快慢。
師:這位同學回答得對不對呢?大家看我來做幾個實驗。
演示實驗
(1)將一張紙和一張金屬片在同一高度同時釋放,結果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見,繼續(xù)做實驗。分別將實驗內(nèi)容和實驗結果板書在黑板上。
(2)將剛才的紙片緊緊捏成一團,再次與硬幣同時釋放,結果兩者幾乎同時落地。
(3)將兩個完全一樣的紙片,一個捏成團,一個平展,則紙團下落快。
師:物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎?
生:不是的!
師:為什么這樣說?
生:第2個實驗和第三實驗都說明了這個問題,特別是第3個問題,質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。
師:那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢?
生:我想應該是空氣阻力。
猜想
師:如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力,那么在沒有空氣阻力,物體的下落快慢應該是一樣的,這種猜想是不是正確呢?我們來做一個實驗驗證一下。
驗證—牛頓管實驗
師:剛才的實驗現(xiàn)象驗證了我們的猜想,在沒有空氣阻力即物體只受重力的情況下,所有物體由靜止下落的快慢是一樣的.。
師: 1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時釋放,它們同時落在月球表面,這是通過電視轉(zhuǎn)播過的。
2、新授環(huán)節(jié)
(1)自由落體運動
師:物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落,它的受力情況有什么特點?
生:沒有空氣阻力,則物體只受重力。
師:很好!物理學中把這種只受重力作用,由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。
自由落體運動:在只受重力的情況下,由靜止開始下落的運動。
師:我們?nèi)粘I钪幸姷降穆潴w運動是自由落體運動嗎?比如開始測反應時間的尺子的下落運動是自由落體運動嗎?
生:肯定不是,因為在地球表面大氣層內(nèi),沒有空氣的情況是不存在的。
師:說得很好!在我們的日常生活環(huán)境下,自由落體運動是不存在的,只是一種理想運動模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運動近似看作自由落體運動。什么樣才叫做阻力影響不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似條件:一般情況下,密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。
(2)自由落體運動的運動規(guī)律
師:做自由落體運動的物體的運動規(guī)律是什么呢?速度隨時間是如何變化的?位移隨時間又是如何變化的,我們該如何來研究它的運動規(guī)律呢?
生:利用打點計時器。先選擇一個物體,這個物體必須密度大,實心,體積不要太大,這樣的話就可以把這個物體由靜止開始下落的運動近似看成自由落體運動。接著用打點計時器來研究物體的運動規(guī)律。
師:請同學們自己設計并進行實驗,將紙帶的處理結果告訴我。
學生設計、操作并處理實驗結果
總結分析運動規(guī)律
師:實驗結論是什么?
生:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
師:如何得出這個結論?
生:根據(jù)實驗得到的紙帶,我猜想它是勻加速運動。于是我用勻變速直線運動的運動規(guī)律
來驗證紙帶,結果證明自由落體運動是勻變速直線運動。
師:回答得非常正確!自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,這個結論我們要牢記。
師:那再計算一下自由落體的加速度大小是多少?方向如何?
生:我所算得的結果在9.4左右,方向是豎直向下,因為物體是豎直向下勻加速的,所以加速度方向應該與速度方向相同,豎直向下。
師:其他同學的結果呢?
生:我的也差不多。
關鍵點提問
師:大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實驗,為什么求出來的加速度結果差不多呢?
生:雖然重錘質(zhì)量不同,但由于空氣阻力影響較小,均可以近似成自由落體運動,而我們已經(jīng)知道:所有物體做自由落體運動的運動情況是完全一樣的。所以測出來的結果差不多是符合事實的。
總結歸納重力加速度
師:同學們剛才測量計算出來的自由落體加速度又叫做重力加速度,用g表示。精確的實驗發(fā)現(xiàn),在地球上不同的地方,g的大小是不同的:
1、緯度越高,g越來越大;
2、同一緯度,高度越大,g越小。一般的計算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果沒有特殊說明,都按9.8m/s2計算。
3、鞏固練習
例1、下列說法正確的是(BD)
A. 物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動
B. 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動
C. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用,不能看成自由落體運動。
D. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用,因為阻力與重力相比可以忽略,所以能看成自由落體運動。
例2、下列說法不正確的是(A)
A. g是標量,有大小無方向。
B. 地面不同地方g不同,但相差不大。
C. 在同一地點,一切物體的自由落體加速度一樣。
D. 在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、AB兩物體質(zhì)量之比是1:2,體積之比是4:1,同時從同一高度自由落下,求下落的時間之比,下落過程中加速度之比。
解:因為都是自由落體運動,高度一樣,所以下落時間一樣,1:1;下落過程加速度也一樣都是g,1:1
例4、質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
1、經(jīng)過多長時間落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
一、教學目的:
1、通過觀察現(xiàn)象,了解分析物理規(guī)律的方法。
2、理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
3、理解什么是自由落體加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
4、掌握自由落體運動的規(guī)律。
二、器材及方法:
1、器材:兩張大小不同的小紙片;粉筆頭;乒乓球;一個小鉤碼;牛頓管。
2、方法:通過小實驗和邏輯推理啟發(fā)式教學。
三、重點與難點:
不同物體下落的加速度都是重力加速度 。
四、教學過程:
(一)什么是自由落體運動:一個物體離地h高處,當把細繩剪斷,物體就在重力的作用下沿著豎直方向下落,這種運動即為自由落體。
1、問題:不同的物體下落的快慢是否相同呢?
(1)實驗討論1:一張小紙片和一支粉筆頭同時從同高處下落, 哪個先落地?(動手做)
①現(xiàn)象:粉筆先落地。
②感覺:重的物體先落地。
(2)實驗討論2:一個乒乓球和一個鉤碼同時從同高處下落,誰先落地?
①現(xiàn)象:鉤碼先落地。
②感覺:重的物體先落地。
(3)實驗討論3:把小紙片揉成團再重做實驗討論2 。
現(xiàn)象:兩者差不多同時落地。
2、問題:物體下落的快慢是否由物體的重量有關?
首先我們來用一種巧妙的推理方法來進行推理:
(1)討論:
①假設一塊大石頭的下落比一塊小石頭下落快。
②而兩塊石頭的總重量最大,它們整體下落的速度與大石頭、小石頭下落的速度相比應如何?(答:整體下落速度最快)。
③而如把兩塊石頭拴在一起時,下落快的會被下落慢的拖著而減慢;下落慢的會被下落快的拖著而加快,結果如何?(答:兩塊石頭的整體下落的速度應小于大石頭的速度,而大于小石頭的速度。)
④這與重的物體先落地的結論矛盾。
(2)實驗:用牛頓管做實驗,大家看到:真空管內(nèi)的形狀質(zhì)量都不同的金屬片、小張片當管直立過來時,它們同時到過管底。
(3)結論:說明它們下落的一樣快。物體下落的快慢與它的重量無關!我們不能僅用生活中的感知去推究物理規(guī)律,而應深刻分析,抓隹矛盾的主要方面,由實驗總結出本質(zhì)的東西,得出物理規(guī)律。為什么會有這種結果呢?我們來看看自由落體運動的特點、
(二)自由落體運動的特點: 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。
1、條件:
①物體只受重力作用。
②從靜止開始下落。
2、運動性質(zhì):它是一種初速度為零的勻速直線運動。
3、運動規(guī)律: 因為物體只受重力,據(jù) 有: 如果在相同地區(qū),不同的物體的重力加速度都相同,則它們的'運動速度和從同高度下落至地面的時間都相同,與物體的質(zhì)量無關。那么,不同的物體的重力加速度是否相同呢?
(三)重力加速度。
1、重力加速度:物體只在重力作用下,自由下落的加速度。
2、實驗:測重力加速度的方法。課本第51頁圖2—24中是一個小球從某高度自由下落時用頻閃照相機(每隔相同時間照一張相片)從小球正面拍攝的,圖中的多個小球是同一個小球在不同時刻的位置疊加的結果,從圖中可讀出相鄰的時間里小球發(fā)生的位移。根據(jù) (T為頻閃照相機的拍攝時間),即可求出重力加速度 。
3、根據(jù)用不同的小球重復實驗表明:同一地區(qū),不同物體的重力加速度相同。
4、不同地區(qū)(緯度不同)物體的重力加速度略有不同。從書中表中可知:
①同一緯度地區(qū)重力加速度相同。
②緯度越高重力加速度越大。
③通常計算中,重力加速度取 ,粗略計算中取 。
(四)總結:
1、自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
2、不同物體的重力加速度在同地區(qū)相同,不同地區(qū)重力加速度與緯度有關。
3、自由落體運動的規(guī)律是 ,凡是初速度為零的勻加速直線運動的推論也適用于自由落體運動。
練習:
1、想測出一幢樓的高度,你用所學過的知識設計測量方案。
2、一個物體從塔頂自由下落,在到達地面前最后1秒內(nèi)的位移是整個位 移的9/25,求塔高。
3、求一個物體自由下落,從下落時起,第隔1秒鐘物體下落的高度之比。
一、教材分析
1.課標要求是:“通過實驗認識自由落體運動現(xiàn)象”,要求學生能通過一些實驗或具體的活動來了解和體驗自由落體運動。理解自由落體運動產(chǎn)生的條件與實質(zhì)。
2.本節(jié)教材是學生學完勻變速直線運動規(guī)律后,知識的遷移和應用部分,因此本節(jié)是本章的一個比較重要的、典型的應用型知識點。表現(xiàn)其一:落體運動快慢的產(chǎn)生原因分析,要用到實驗探究,突破原有認知,體會并應用忽略次要因素、抓住主要因素這一科學思維方法,這不僅有利于學生掌握分析物理問題的方法,也有助于培養(yǎng)學生的探究能力。其二,這是一個貼近日常生活的實際問題,能激發(fā)學生的學習興趣和體會物理的生活化。
3.自由落體運動是日常生活中比較常見的物理現(xiàn)象,學生往往能感受到,但并沒有注意到這一現(xiàn)象的特點,也不明確這就是自由落體運動現(xiàn)象。怎樣才能讓學生不是機械化地記住自由落體運動的現(xiàn)象,而是通過各種方式真正理解自由落體運動的條件與本質(zhì)所在,才是本堂課學習重點和難點。
二、學情分析
自由落體運動,學生有一定感性和模糊的體會,但理解自由落體運動概念,對學生而言有一定的困難。我覺得主要來自兩方面,首先是物理語言的誤導,使學生認為只要從某一高度隨意下落的物體做的就是自由落體運動;其次生活中的落體運動與自由落體運動的區(qū)別──現(xiàn)實與理想的差異。因此在本節(jié)課教學中利用了實驗和理論探究的方法,讓學生自己體驗、分析、歸納、討論、評價等得出結論。激發(fā)了學生的學習興趣,養(yǎng)成動手與合作能力,生成學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的物理意識。
學生有勻變速直線運動規(guī)律、打點計時器及紙帶分析的學習基礎,完全可以通過自主體驗與自主學習來完成本節(jié)課的內(nèi)容。學生可能將自由落體運動與勻變速直線運動知識割裂,教學中要注意引導學生,將新知識納入舊知識結構,讓學生體會到自由落體運動只是特殊勻變速直線運動而已。
三、設計思想
為了體現(xiàn)新課程所倡導的教學理念,在教法上,采取以學生為主體,以問題為中心,以教師為引導,以小組的合作為主要方式,讓學生進行簡單的實驗設計,親身體驗科學實驗探究的過程。為了讓學生更好地體驗科學研究的方法和過程,發(fā)展自主學習能力,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì),強化小組交流與合作意識,淡化機械式訓練,摒棄灌輸式教學;教師一定要把握好自己的角色,是適時適度地“引導”和“參與”,決不能搞型式化的探究。在以往的教學中,課堂教學實施往往過于注重知識傳授傾向,學生被動地接受,很難從多方面培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。
從興趣入手,精心設計學生活動──以趣味實驗的新手段引入,充分調(diào)動學生學習熱情和探究欲望,通過分組實驗,感受物體下落快慢的原因;進而小組討論、驗證、交流自由落體運動的條件;感悟自由落體這一理想化模型的實質(zhì);成功解釋生活中自由落體現(xiàn)象;強調(diào)學生思維和體驗過程,讓學生親身經(jīng)歷科學探究,變過去教師要學生學,而為學生自己“我要學、我想學、從中我學到了什么”的主動建構知識的自主學習;通過交流、合作的互動過程,更進一步培養(yǎng)了學生團結、協(xié)作的精神。當然同時要發(fā)揮教師的課堂機智,適時地去引導,去啟發(fā),去控制,去答疑,去評價,這是符合新課標以學生發(fā)展為本的要求,成功實現(xiàn)新課程理念下師生關系的轉(zhuǎn)換。
四、教學目標
1.知識與技能:
(1)認識自由落體運動現(xiàn)象;
(2)知道產(chǎn)生自由落體運動的條件;
(3)能夠運用勻變速直線運動規(guī)律分析、解決有關自由落體運動的問題。
2.過程與方法:
(1)經(jīng)歷實驗觀察、實例探究討論交流的過程,體驗自由落體運動現(xiàn)象。
(2)經(jīng)歷實驗和理論探究過程,體會科學探究的方法,領略運用勻變速直線運動規(guī)律解決實際問題的方法。
3.情感、態(tài)度與價值觀:
(1)體會生活中的自由落體運動現(xiàn)象,生成“學以致用”的思想,激發(fā)學生的學習熱情。
(2)體驗自主學習過程,養(yǎng)成樂于細心觀察、勤于思考和相互交流的學習習慣和合作精神。
五、重點難點
重點:什么是自由落體運動及產(chǎn)生自由落體運動的'條件、實質(zhì)。
難點:(1)物體下落快慢影響因素的探究;
(2)自由落體運動的運動性質(zhì)的分析。
六、教學策略與手段
“情景設置──問題鏈接──自主探究──形成共識──得出結論”的學生自主探究教學模式。
七、課前準備──媒體的設計與準備
演示實驗:多媒體設備一套,鉤碼,牛頓管,抽氣機,天平,自制課件。學生每四人一組:刻度尺,鐵架臺,打點計時器,小石頭,羽毛,紙帶,鐵片、書簽若干(長10厘米左右),紙片若干張、鋼球(大小各一個)、面積相等的金屬片和紙片等。
八、教學過程
(一)新課引入:教師節(jié)的時候,大家有禮物送給老師,來而不往非禮也,今天老師也有禮物回贈給大家,是有我親筆簽名的精美書簽。
(師生活動,請幾個學生參與活動,誰能捏住書簽就送給誰,由于書簽比較短,少有學生能捏住。激發(fā)學生的好奇心和學習興趣,課堂氣氛活躍,)
教師:同學們一定想知道為什么有人捏不住書簽?,它與我們今天所要認識和研究的一種運動──自由落體運動密切相關。同學們仔細觀察過落體運動嗎?我們來看,從同一高度釋放小石頭和羽毛,很顯然石頭比羽毛先落地(教師演示)。
提出問題:是否重的物體一定比輕的物體下落的快?(讓學生分組實驗探究)(板書)
(1)分組實驗,發(fā)現(xiàn)問題。
教師將學生分組。學生分組實驗──利用面積相等的金屬片和紙片,設計小實驗,動手做一做,并對看到的現(xiàn)象進行說明。(學生的實驗方案可能有:將紙片團成紙團,紙團、金屬片同時釋放;將紙片團成紙團,紙團、紙片同時釋放;金屬片、紙片呈豎直同時釋放;紙片放在金屬片上,釋放等等。)
組內(nèi)討論交流。小組代表說說,小組成員在實驗中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象,以及想知道的疑問。
教師對學生的實驗方式和交流問題,做出適當?shù)姆答伵c評價。(引導學生關注觀察兩物體落地的前后的次序,將其原因暫時擱置)
(2)師生合作研討,得出自由落體運動概念。
學生的實驗方法可能各種各樣,為了將教學面向全體學生,讓全體學生明確概念。教師演示,引導學生觀察從同一高度同時下落的輕重物體下落的快慢,并歸納總結。
步驟①:先讓金屬片和一張等面積的薄紙片同時從同一高度下落。(觀察結果:重的物體下落得快)
步驟②:把薄紙片揉成紙團再和金屬片同時從同一高度下落。(讓同學用耳朵聽聲音,結果:只有一個聲音,說明輕重不同的物體同時落地。)
步驟③:把金屬片和一張面積較大的薄紙片從同一高度下落到水平桌面。(觀察結果:輕的物體下落得快)
師生結合實驗探討得出結論:物體下落的快慢不是由它們的輕重決定的。生活中看到的物體下落有快慢是由于空氣阻力的原因。
提出問題:那么在沒有空氣阻力時物體的下落是什么樣的情況呢?
演示:把事先抽成真空(空氣相當稀薄)的牛頓管拿出來,讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學生:同時落下。
老師:這就是自由落體運動。教師再把牛頓管放氣,重復實驗,構成強烈的對比。
知識介紹:
1971年美國宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子、一根羽毛同時下落,觀察到它們同時落到月球表面上。
同學們根據(jù)這些過程、結論,給自由落體運動下一個定義:
1.自由落體運動:(板書)
(1)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動。
(2)做自由落體運動的物體,在同一地點從同一高度下落的快慢是相同的。
點評:此環(huán)節(jié),讓學生自己猜想、觀察、思考、理解、體會,學生在體驗中突破與原有認識的沖突,在教師引導下可以從以上實驗中總結結論,提出物體下落快慢與物體質(zhì)量無關的設想。另外,學生可能會提出關于下一環(huán)節(jié)的一些問題,教師也要做出適當評價,并為下面作鋪墊。
教師:在認識了什么是自由落體運動之后,新的問題就產(chǎn)生了,同學們一定想知道它是什么性質(zhì)的運動呢?
師:結合前面物體下落的現(xiàn)象,你覺得自由落體運動究竟是一種怎樣的運動?
2.實驗探究二──探究自由落體運動的性質(zhì)。
(1)回味現(xiàn)象,進行猜想。
讓學生回憶上面實驗現(xiàn)象,大膽猜想。(學生可能會提出:變速直線運動、加速直線運動、勻加速直線運動等)
(2)組內(nèi)討論驗證
小組內(nèi)成員針對問題進行交流討論。
討論主題:可以利用實驗桌上提供的器材自行設計實驗,用你們的實驗方式操作、記錄、研究自由落體運動的特點。學生的實驗設計方案可能有多種,教師必須做好充分的預設。
(1)組織學生分組實驗:利用打點計時器記錄重物的下落過程。(提醒學生操作注意事項)
(2)引導學生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析:
小組實驗、操作、記錄、思考、交流討論,
A.軌跡──直線方向──豎直向下
B.變速──速度越來越大──比較相等時間內(nèi)發(fā)生的位移。
3.自由落體運動的加速度(板書)
⑴在地面附近的同一地點,一切物體在自由落體運動中的加速度都相同,這個加速度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度,通常用g表示。
⑵重力加速度g的方向總是豎直向下的。
⑶教師強調(diào)我們這里的重力加速度的大小g=9.801m/s2。在粗略的計算中,可以把g取作10m/s2。
請學生看書本P46的表格,說說能得到的信息:
在地球上不同的地方g的大小是不同的,從赤道到北極,隨著緯度的升高而增大。
4.做一做(反饋應用鞏固知識)
教師:老師最近發(fā)明了一個儀器,能測出你到底是反應靈敏還是反應遲鈍(開玩笑),只要你一捏我就能知道你的反應時間,(邊在過道走,邊為學生測量,學生的熱情和積極性很高)我把它叫做“反應時間測量尺”,你能知道我這把尺子的奧秘嗎?
學生:知道(很不服氣)
教師:現(xiàn)實生活中人們遇到某種情況時,大腦能迅速作出反應。人從發(fā)現(xiàn)情況到作出反應采取行動所需的時間叫做反應時間。有些人反應時間對他們很重要,像運動員,戰(zhàn)士,飛行員,司機等。你們也能做一把“反應時間測量尺”嗎?,同桌之間相互測一測彼此的反應時間,我們現(xiàn)在不是有一門研究性學習的課程嗎!你完全可以用你自己制作的“反應時間測量尺”定一下不同年齡,不同性別,不同職業(yè)人的反應時間是多少?也可以看一個人在一天是什么時候反應最快?其實這就是一個很好的研究性學習小課題。
點評:通過、“做一做”進一步鞏固了結論,培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力、動手能力和創(chuàng)造力,讓人真正感受到自由落體運動就在我們身邊,體驗物理知識的生活化。據(jù)教學時間情況,不一定在課堂內(nèi)完成,尤其“做一做”讓學生在課外動手體驗。)
5.自我評價小結
課堂小結:讓學生以“本節(jié)課我學到了什么”為話題進行評價性小結。
教師引導學生從知識和方法兩個角度來小結。
九、布置作業(yè)
課后習題與做一做
十、教學反思
1.本節(jié)課采取“情景設置──問題鏈接──自主探究──形成共識,得出結論”的教學方法,學生在趣味實驗的激發(fā)中,問題的引領下,“我要學、我想學”的情緒洋溢在整個課堂。通過自主體驗、小組互動、組間互評、自我評價改變學生以往的學習方式,體現(xiàn)新課程提倡自主學習的新理念。
2.趣味實驗雖簡單,但對其的熱情高漲出乎教學前的預料;自行制作的測定反映時間尺效果非常好;教學軟件的使用也讓學生體會到科技的力量。
3.學生自主探究時,有的學生不知道從哪里下手,要求教師給以必要的指導,應該提示學生自主探究的三個環(huán)節(jié),如果疏于引導,將會拖延時間,導致教學被動。
教學目標:
1、理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
2、知道什么是自由落體的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
3、掌握自由落體運動的規(guī)律。
教學重點
掌握自由落體運動的規(guī)律
教學難點
通過實驗得出自由落體運動的規(guī)律
教學方法
實驗現(xiàn)象+合力推理+實驗驗證
教學用具
用薄紙糊一紙袋、兩小鋼球、抽氣機、牛頓管、有關知識的投影片
課時安排
1課時
教學步驟
一、導入新課
1、復習:什么是勻變速直線運動,其速度公式、位移公式分別是什么?
2、導入:同學們,我們通常有這樣的生活經(jīng)驗:重的物體比輕的物體落得快,物體下落的速度到底與物體的質(zhì)量有沒有關系呢?我們這節(jié)課就來研究這個問題。
二、新課教學
演示實驗:讓一個紙袋與小鋼球同時自由下落,可看到什么現(xiàn)象?
學生:鋼球落得快。
老師:對,這就是我們的生活經(jīng)驗,這也是公元前希臘的哲學家亞里斯多德的觀點。這個觀點使人們在錯誤的結論下走的XX多年。同學們聽說過伽利略的兩個鐵球同時落地的故事嗎?伽利略做過大量的由靜止下落的實驗,并且還用歸謬法、數(shù)學圖利都證明了亞里斯多德的'觀點是錯誤的。同學下去看課后閱讀材料,伽利略為了證明亞里斯多德觀點的錯誤,他就拿了一個質(zhì)量是另一個質(zhì)量10倍的鐵球站在比薩斜塔上,使兩鐵球同時下落,結果兩鐵球幾乎同時落地。
且再看實驗:把剛才的紙袋揉成團,和小鋼球由靜止同時下落,同學再觀察:
學生:幾乎同時落地。
師:同一個紙袋,為什么形狀不一樣,其下落時間就不一樣呢?
學生:這是因為空氣的阻力的影響。把紙袋揉成團,所受空氣的阻力要比紙袋所受空氣的阻力小得多,所以與小鋼球幾乎同時落地。
老師:如果真的把質(zhì)量、形狀不同的物體放在真空中,從同一高度自由下落,和伽利略的結論一樣嗎?
演示:把事先抽成真空(空氣相當稀?。┑呐nD管拿出來,讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學生:同時落下。
演示:把小鋼球裝進紙袋,與另一個小鋼球同時下落。
現(xiàn)象:同時落地。
老師:這就是自由落體運動。同學們根據(jù)這些過程、結論,給其下一個定義。
學生回答:
在真空中物體只受重力,或者在空氣中,物體所受空氣阻力很小,和物體重力相比可忽略的條件下,物體從靜止豎直下落。
1、自由落體運動
板書:自由落體運動:物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動。
2、自由落體運動的加速度
距我們?nèi)俣嗄昵暗馁だ越?jīng)過大量的實驗、嚴密的數(shù)學推理、得出:自由落是初速度為零的勻加速直線運動。
教學目標
知識目標
1、知道什么是.
2、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.
3、會應用相應的運動學公式解答有關的問題.
能力目標
調(diào)動學生積極參與討論的興趣,培養(yǎng)邏輯思維能力及表述.
教材分析
教材把作為初速度為零、加速度為的勻加速直線運動的特例來處理,沒有另外給出的公式,這體現(xiàn)了物理學從簡單問題入手,用理想化的方法處理實際問題的方法.研究時,給出了頻閃照相機的照片,但沒有作定量的詳細分析,只要求從圖上看出物體越落越快,物體作加速運動即可.教材為了簡便,援引伽利略的研究結果,直接給出了是初速度為零的勻加速直線運動,重力加速度的講述,也比較適合學生的思維習慣,根據(jù)實驗在同一地點,從同一高度同時自由下落的物體,同時到達地面的事實.由知它們的加速度必相同,所以本節(jié)課的重點和關鍵是做好實驗和推理分析.
教法建議
可以按照教材安排的順序,在講解的同時,通過實驗,邊講邊議,如果學生條件許可,可采取討論式的教法.
教學重點:
認識是初速度為零、加速度為的勻變速直線運動,并能應用勻變速直線運動的規(guī)律解決的問題.
教學難點:
中不同物體下落的加速度都為.
主要設計:
一、
[方案一]
1、思考與討論:
(1)重的物體下落得快?還是輕的物體下落得快?
(2)請舉出一重的'物體下落快的實例?(演示一團棉花和一塊石頭下落的現(xiàn)象)
(3)請舉出一輕的物體下落快的實例?(演示一小粒石子和一大張紙片下落情況)
2、分析引導:
(1)上述實驗現(xiàn)象是因為有空氣阻力存在使現(xiàn)象變得復雜,(教師指出)
(2)演示:把紙片團成一個小紙團,再讓它和小石子同時下落的現(xiàn)象.
(3)提問:如果沒有空氣阻力,只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢如何?
(4)演示:按教材要求做“牛頓管”實驗.
3、分析與小結:
(1)分析“牛頓管”實驗的特點,引出的定義.
(2)展示課件“的頻閃效果”
(3)分析頻閃效果,分析出是加速運動,進而指出,是初速度為零的勻加速直線運動.
[方案二]
1、教師提出我們要研究一種見得非常多的物體運動,即物體下落的運動,問學生:重的物體下落快還是輕的物體下落的快?
2、啟發(fā)學生回想所見過物體的下落運動,有沒有輕的物體下落快的現(xiàn)象?引導學生對觀察到的物體下落現(xiàn)象總結為“有時重的物體下落快、有時輕的物體下落快”(配合演示)
3、提問:怎樣從理論上說明重的物體比輕的物體下落快是不對的?讓學生看教材30頁有關伽利略的推理,認識到從“重的物體下落快”會導出矛盾的結論.
4、提問:為什么有時重的物體下落快?有時輕的物體下落快?可通過前面的演示啟發(fā)學生想到:空氣阻力的作用使得物體下落問題變得復雜.
5、教師問:我們應該怎樣研究物體的下落運動?引導學生想到研究問題應從簡單到復雜,因此應首先研究沒有空氣阻力時物體的下落情況.指出可根據(jù)實驗來研究.
6、演示:“牛頓管實驗”讓學生得出結論:沒有空氣阻力,只有重力作用時,輕重不同的物體下落快慢相同.
7、教師小結:物體只在重力作用下從靜止下落的運動叫,輕重不同的物體自由下落快慢相同.
8、展示課件“的頻閃效果”,總結特點:是初速度為零的勻加速直線運動.
二、自由落體加速度:
1、分析引導:在同一地點,從同一高度同時下落的物體,下落到同一位置時(這個位置是任意的)所用時間總是相同的.可知:這些初速度為零的勻加速運動,在相同時間里發(fā)生了相等的位移,由知,它們的加速度必相同.
2、讓學生看書,記住重力加速度的方向,了解一些地區(qū)的重力加速度的數(shù)值.
3、讓學生根據(jù)勻變速運動的公式,推導出的公式:
若學生基礎較好,可根據(jù)自由落體頻閃照片,用分析紙帶的方法粗算一下自由落體加速度.
探究活動
滴水法測重力加速度的過程是這樣的,讓水龍頭的水一滴一滴的滴在其正方的盤子里,調(diào)整水龍頭,讓前一滴水滴到盤子時后一滴恰好離開水龍頭,測出幾滴水落到盤中的總時間t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差h,即可算出重力加速度.請思考:為什么不只測出一滴水下落的時間即開始計算?按前面給的方法測出一個水滴下落時間還是?為什么?重力加速度的表達式是什么?實際做一做,計算一下,當?shù)氐闹亓铀俣龋?/p>
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