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《自由落體運動》的教案
《自由落體運動》的教案
一、教材分析
自由落體運動是勻變速直線運動的一種具體情形。此前，學生已經(jīng)學習了勻變速直線運動的規(guī)律，也學習了研究勻變速直線運動的基本方法，對本課的學習，實際上是引導學生利用已有知識解決生活實際中的問題。組織學生進行探究活動，既有利于鞏固所學的知識，培養(yǎng)學生解決實際問題、探求規(guī)律的能力，還能對學生進行科學方法和科學思想的教育。
本節(jié)課的教學重點在于說明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于學生受日常經(jīng)驗的影響，對重的物體下落快，輕的物體下落慢的印象很深，所以本節(jié)課做好實驗十分重要。教學時可以引導學生從日常生活經(jīng)驗出發(fā)，通過實驗逐步提出問題（設(shè)疑），讓學生自己探究（解疑），得出結(jié)論。充分體現(xiàn)了物理是以實驗為基礎(chǔ)的學科，讓學生體會科學推理和科學實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
本節(jié)課的教學難點是掌握并靈活運用自由落體運動規(guī)律解決實際問題。
二、教學目標
1、知識與能力
（1）理解自由落體運動，理解是重力加速度，
�。�2）掌握自由落體運動的規(guī)律，
�。�3）培養(yǎng)學生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。
2、過程與方法
通過觀察輕重不同物體在真空中的下落過程，實際測量重物自由下落的加速度等探究活動，讓學生體會科學推理和科學實驗是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。
3、情感態(tài)度和世界觀
感受前人（亞里士多德）崇尚科學、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學生嚴謹務(wù)實的科學態(tài)度。促進學生形成科學思想和正確的世界觀。
先通過觀察生活中的一些現(xiàn)象和提出亞里士多德的理論和設(shè)疑“重物體比輕物體下落快嗎?”，讓學生通過分組實驗及演示實驗（牛頓管）解疑，理解什么是自由落體運動，明確物體做自由落體運動的條件。并得出做自由落體運動的不同物體，在同一地點從同一高度下落的快慢相同的結(jié)論。接著引導學生探究“自由落體運動是一種怎樣的運動呢？”，通過分組實驗對自由落體運動進行研究，得出自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。再提出“你能求出自由落體運動的加速度嗎?”，引導學生去研究，從而圓滿解決問題。
四、教學準備
(1)牛頓管、抽氣機；
(2)10套：紙片、鐵架臺、鐵螺絲、鐵夾、鐵橫桿、紙帶夾、打點計時器（帶復寫紙片）、紙帶、重錘、海綿墊、接線板；長刻度尺。
五．教學過程
回顧學過的知識：復習勻加速直線運動的規(guī)律和判定，掌握其有關(guān)的一些公式。
引入新課：
在日常生活中，我們會看到這種現(xiàn)象：把硬幣和紙片舉到相同高度，硬幣的重量比紙片重，同時由靜止開始釋放。觀察哪個先落地？
�。ㄑ菔荆河矌藕图埰�
觀察結(jié)果：硬幣先落地
類似的現(xiàn)象在生活中還有很多，早在公元前4世紀，古希臘哲學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？（課后有伽利略的推論）
我們可以通過實驗研究這個問題，桌上有兩張紙片（同種材料，質(zhì)量不同）觀察掉落在桌面的情況：
1.兩張紙平攤，同一高度，同時靜止釋放。
2.把質(zhì)量小的紙捏成紙團，同一高度，同時靜止釋放。
�。ㄗ寣W生自己試一試）
我們通過觀察這個現(xiàn)象說明了什么？
可見，重的物體不一定下落得快，輕的物體下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？
�。▽W生：受空氣阻力的影響）
我們的神州六號飛船返回時，為了安全的降落，一定的高度要打開降落傘來減速，利用的空氣的阻力。
正是由于有空氣阻力的影響，物體下落得才有快有慢。同學們想想看，如果沒有空氣阻力的影響，也就是在一個沒有空氣的空間里，物體只受重力，從靜止開始下落的情況是什么樣子呢？
�。ㄑ菔九ｎD管）
看，這是一根玻璃管，管中的空氣已經(jīng)用抽氣機抽掉了，里邊有一個金屬片和羽毛，觀察牛頓管里的羽毛和金屬片下落的快慢。
�。ㄓ^察實驗）
定義：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。
要注意理解“自由”這兩個字：只受重力、初速度為零。
結(jié)合上面的實驗我們一起總結(jié)下，小結(jié)：如果沒有了空氣阻力，不同物體從同一高度做自由落體運動，它們的運動情況是相同的。
這種運動只在沒有空氣的空間里才能發(fā)生。不過，在存在空氣的空間里，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。
亞里士多德是古希臘的圣人，恩格斯稱他是最博學的人。限于當時科技發(fā)展的水平，他在物理方面的論述，今天看來很多是不恰當?shù)�。但是，在兩千年前他能夠通過觀察、歸納，形成自己的一套理論體系，已經(jīng)很不簡單了。我們應(yīng)該正確評價他在科學發(fā)展史上的地位。
我們知道了什么是自由落體運動，下面我們繼續(xù)深入的分析這種運動。
�。ㄑ菔緦嶒灒簩Ⅻc火花計時器呈豎直方向固定在鐵架臺上，讓紙帶穿過計時器，紙帶下方固定在重錘上，先用夾子夾住紙帶上方，使重物靜止在靠近計時器的下方，然后接通電源，待打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打出一系列小點，那么這些點記錄了重物的運動情況。）
下面大家結(jié)合學案來分析下紙帶。
提問：軌跡為直線還是曲線？
答：軌跡為一條直線，物體作直線運動。
提問：是勻速直線運動嗎？
答：在連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移不相等，逐漸的增大，所以是加速直線運動。
提問：是勻加速嗎？是如何判斷出來的？
�。ㄌ崾荆夯貞浨懊鎸W過的勻變速直線運動規(guī)律：連續(xù)相等的時間內(nèi)，物體通過的位移之差為定值。這是一個判斷公式，，已知的=0.02秒。
答：可以測出連續(xù)相等的時間內(nèi)，物體通過的位移之差為定值（在誤差允許的范圍內(nèi)）。則物體做勻變速直線運動。
我們一起總結(jié)一下：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
提問：能求出自由落體運動的加速度嗎?
同樣根據(jù)上面的公式，我們對自由落體運動的加速度進行計算一下，大家選取不同的時間間隔來讀取數(shù)據(jù)。
通過多次測量計算：
（1）我們通常用g來表示自由落體加速度，也叫重力加速度，數(shù)值近似為9.8，重力加速度的方向總是豎直向下的。在實驗中，如果要獲得更精確的數(shù)據(jù)，還可以用頻閃照相來測量。
自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動，那么其運動規(guī)律與一般規(guī)律類似：
不同的物體在同一地點，從相同高度同時自由下落的物體，同時到達地面，根據(jù)，則它們的加速度是相同的。
應(yīng)用：
1：大家看到課后的測定反應(yīng)時間小實驗。
2：測量物體從一定高度的樓房掉下，已知落地時的速度，求高度和下落時間。
我們可以通過測量在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)，物體通過的位移之差是否為一個定值。若為定值，則是勻變速直線運動。
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