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2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第5節(jié) 自由落體運動 教案 物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面構(gòu)成。 教學(xué)分析 《自由落體運動》是人教版第二章第五節(jié)內(nèi)容。自由落體運動是一種理性化模型,在高中物理教學(xué)中具有特殊的地位.在知識上它是勻變速直線運動的一個特例,在方法上滲透著理想化模型的重要研究方法.在整個必修一的安排上,勻變速運動的教學(xué)重點在于規(guī)律的應(yīng)用,自由落體運動的新課教學(xué)則向?qū)W生介紹用現(xiàn)代先進(jìn)教學(xué)儀器研究自由落體運動的規(guī)律特征,有利于學(xué)生站在一個現(xiàn)代新科技的角度觀望歷史人物對自由落體的研究,體會近代物理的先驅(qū)伽利略是如何進(jìn)行研究的---這是向高中學(xué)生首次介紹伽利略的物理學(xué)研究方法的教育,它在整個高中物理教學(xué)中具有特殊重要的意義. 對于物體的運動快慢，教材通過演示牛頓管實驗進(jìn)行證實，進(jìn)而最后抽象出自由落體運動這一運動模型。這樣的編寫層次分明，實現(xiàn)從感性到理性，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。只要認(rèn)真做好演示實驗，學(xué)生不難建立自由落體運動這一模型。 關(guān)于自由落體運動是否是勻加速直線運動，教材中通過實驗方法：利用打點計時器分析紙帶得出自由落體運動的性質(zhì)。這一點是在基于學(xué)生已掌握勻變速直線運動的特征“相鄰時間段內(nèi)通過位移差等于一個衡量”的前提下，學(xué)生很容易分析出自由落體運動的性質(zhì)，并算出下落的加速度。 教學(xué)目標(biāo)： （一）物理觀念 1．認(rèn)識空氣中影響物體下落快慢的因素； 2．理解自由落體運動，知道它是一種理想條件下的運動； 3．掌握自由落體運動作為初速度為零的勻加速直線運動的運動規(guī)律，會由此推導(dǎo)出自由落體運動的計算公式； 4．掌握自由落體加速度； 5．掌握運用自由落體規(guī)律解決實際問題的能力； 6．初步了解通過實驗探索自然規(guī)律的觀察、分析等方法。 （二）科學(xué)思維、科學(xué)探究 1.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法； 2.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù)，并自己進(jìn)行概括。 （三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 感受前人（亞里士多德）崇尚科學(xué)、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀。 教學(xué)重點：自由落體運動的性質(zhì),規(guī)律及重力加速度. 教學(xué)難點：自由落體運動規(guī)律的得出. 教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略建議 1.多媒體教學(xué) 2.啟發(fā)式教學(xué)為主 教學(xué)過程： 一、引入新課 在日常生活中，我們會看到這種現(xiàn)象：把小石頭和樹葉舉到相同高度，石頭的重量比樹葉重，同時由靜止開始釋放。觀察哪個先落地？ （演示：石頭和樹葉） 觀察結(jié)果：石頭先落地 類似的現(xiàn)象在生活中還有很多，早在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德通過觀察大量物體下落的現(xiàn)象，歸納出：物體越重，下落得越快。在我們今天看來，他這個說法是否正確呢？ 提問：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？ 二、新課教學(xué) （一） 自由落體運動 　　教師問：落體運動很常見，你們仔細(xì)觀察過落體運動嗎？ 　　〖提出問題〗是不是重的物體一定比輕的物體下落得快？ 〖實驗研究〗利用面積相等的紙板和紙片，設(shè)計小實驗，動手做一做，并對看到的現(xiàn)象進(jìn)行說明。 〖得出結(jié)論〗物體下落的快慢不是由它們的輕重決定的。 啟發(fā)學(xué)生注意觀察思考，學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象總結(jié)出：由于有空氣阻力的影響，物體才下落得有快有慢。 　　教師出示一端封閉、另一端有開關(guān)的玻璃筒（牛頓管），內(nèi)有金屬片和羽毛，演示： 　　（1）筒內(nèi)沒有空氣時，金屬片和羽毛下落的快慢相同。 　　　　像這種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。 　　“自由”兩個字的含義：只受重力、初速度為零。（舉例） 　　這種運動只在沒有空氣的空間里才能發(fā)生；在有空氣的空間里，如果空氣阻力的影響很小，物體的下落也可以近似看作自由落體運動。 　　（2）筒內(nèi)有空氣后，金屬片和羽毛下落的快慢就不同了。 　　金屬片的運動還可以近似看作自由落體運動，而羽毛的運動就不是自由落體運動了?！　　冀榻B伽利略的推理〗十六世紀(jì)末，伽利略有一個很巧妙的推理否定了亞里士多德的觀點。 　　伽利略：如果“物體越重下落得越快，那么大石頭要比小石頭下落得快。把兩塊石頭用繩拴在一起下落，大的就會被小的拖著減慢，整體比大的單獨下落要慢?？墒牵瑑蓧K石頭加起來比那塊大的還重，由此得出的結(jié)論是：重的物體下落得反而慢。而得出這個結(jié)論的前提是重的物體下落得快。亞里士多德的理論陷入了自相矛盾的境地。 　　傳說伽利略還在比薩斜塔做過落體實驗：在塔頂，他同時釋放兩個鉛球，一個輕，一個重，最后兩個鉛球同時落地。這個實驗有力地反駁了亞里士多德的觀點。 （二） 自由落體運動的性質(zhì) 初步實驗觀察：可以知道自由落體運動是加速直線運動，而且初速度為零。 　　〖提出問題〗：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動嗎？ 　　〖設(shè)計實驗，實驗驗證〗指導(dǎo)學(xué)生回顧初速度為零的勻加速直線運動的規(guī)律。 　　教師引導(dǎo)：我們判斷物體是否作勻變速直線運動，是用什么方法的啊？ （有學(xué)生慢慢回憶起有關(guān)的知識點） （1）用v-t圖像和△X = a T2 來驗證的。 （2）物體從開始運動起在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比是從1開始的連續(xù)奇數(shù)比 學(xué)生實驗……… 教師利用電腦動畫介紹頻閃照相過程。 介紹：閃光燈每閃一次光，就給小球照一次相。閃光的時間間隔相同，因此，膠片上兩個像的時間間隔相同。各個時刻的像是在同一張膠片上曝光的，經(jīng)過沖洗、放大就能得到閃光照片，閃光照片上記錄了小球做自由落體運動的信息。 〖得出結(jié)論〗大量實驗可以證明：自由落體運動是初速為零的勻變速直線運動。 （三）自由落體加速度 　　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，物體自由下落時的加速度叫做自由落體加速度；也叫做重力加速度，通常用g表示。 　重力加速度g的方向總是豎直向下的。它的大小可以用實驗的方法來測定。 　 〖分析歸納〗請同學(xué)們仔細(xì)比較表中緯度與重力加速度的大小的變化關(guān)系，你能得出什么結(jié)論？ 學(xué)生看表格，說出得到的信息：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。 三、課堂小結(jié) 1.自由落體運動是只在重力作用下，從靜止開始的運動 2.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 3.在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都同 4.勻變速直線運動規(guī)律均適用于自由落體運動 四、板書設(shè)計 ２.５自由落體運動 一、物體下落過程的運動情況與物體質(zhì)量大小無關(guān)． 二、物體在只受重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。 三、自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 四、自由落體加速度 g=9.8， 五、布置作業(yè)