一、能量守恒定律PPT专用教学设计内容

《自由落体运动》教学设计

辽宁省鞍山市第六中学 唐涛

【教学内容分析】

本节课的教学内容是：人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教材高中一年级《物理》必修I第二章第五节：自由落体运动。

第二章研究的主要内容是匀变速直线运动的时间、位移、速度和加速度之间的定量关系，学生已经初步掌握了匀变速直线运动的特点及其运动规律。本节内容是对本章前几节知识的应用与提升。通过演示实验和学生分组实验探究，分析得出自由落体运动的特点及性质，明确重力加速度的意义，归纳出自由落体运动规律，通过本节课实验探究式教学，使学生独立获取物理知识，探究物理规律，体验科学研究的方法，让学生享受成功的愉悦，激发学习的热情。

【学情分析】

1.学生的知识基础：学生已经学习了位移、加速度、时间等描述运动的基本概念，基本掌握了匀变速直线运动的规律； 2.学生的认识特点：学生在生活中对于树叶飘落、雨滴下落等落体运动司空见惯，但没有深入研究过落体运动快慢的决定因素。

【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在理想条件下的运动；

（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）知道什么叫做自由落体加速度；

（4）会运用自由落体运动的特点和规律解决实际问题。

2.过程与方法

（1）通过演示实验，培养学生的观察能力和逻辑推理能力；

（2）通过对落体运动的实验探究，进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；

3.情感态度与价值观

（1）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力；

（2）渗透物理方法，在研究物理规律的过程中抽象出理想化模型——自由落体。

（3）通过实验，培养学生的团结合作精神。

【教学重点】

引导学生思考研究自由落体运动的实验原理和方法，特别是利用打点计时器记录运动轨迹和时间的方法及实验数据处理、结论得出、误差分析等实验过程。

【教学难点】

自由落体运动规律的实验探究思路、方法及数据处理。

【教学方法】

1

探究法、讨论法、讲授法

【教学器材】

自制反应时间测量尺、三张纸片、一张光盘、牛顿管、电火花打点计时器、纸带、重物、直尺、带铁夹的铁架台、复写纸、导线等。

【教学手段】

电子白板辅助教学

【教学过程设计

】

一、引入新课

设计思路：教师在教学过程中，有意识地创设情境，通过小游戏，将学生引入情境之中，激发学生学习的求知欲，培养学习兴趣。

教师：大家请看，我手里有一把尺子，通常用来测什么的？

学生：长度

教师：正确，但是今天我想拿这把尺子来测一下同学们的反应时间。大家想知道你的反应时间是多长吗？现在我请两位同学到前面来测试一下。

教师总结：两位同学反应都比较快，有兴趣的同学可以在下课的时候继续进行测量。刚才老师利用尺子下落来测试同学们的反应时间，像直尺下落这样的运动，在物理学中叫做落体运动。

教师：

生活中有哪些运动是落体运动呢？同学踊跃发言，举出实际例子，教师给予肯定。

教师进一步提出问题：1．质量不同的物体，下落的快慢是否相同呢？

2. 是什么因素决定了物体下落的快慢？

学生分组进行探究

教师：现在每组有一张光盘和同光盘同样大小的3张纸片。请大家进行实验探究。

学生通过课前预习及课上研究，并在教师的指导下进行如下实验：

1.

从同一高度同时释放一张光盘与一张纸片，观察它们下落的快慢。

2.

把一张纸片揉成纸团，和光盘同时从同一高度释放，大家再观察。

3.

取两张纸片，把其中一张揉成纸团，从同一高度同时释放。

学生通过实验和观察得出结论：物体下落的快慢不是由物体的轻重决定的，是空气阻力的影响，导致物体下落的有快有慢。

教师：如果没有空气阻力会怎么样呢？请同学们猜想一下。

学生：快慢应该相同。

教师：好，现在我们观察没有空气阻力时物体下落快慢。演示：介绍牛顿管。将管内空气抽出，观察铁块和羽毛下落的快慢程度。

学生：铁块和羽毛下落的快慢相同。

教师总结：如果没有空气阻力，像铁块羽毛等这样的物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，我们把它叫做自由落体运动。

教师：写板书——§2.5 自由落体运动

二、新课教学

板书：（一）自由落体运动

2

1、定义：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。

2、产生条件：（1）物体只受重力（2）物体由静止下落

教师：古希腊科学家亚里士多德，通过日常生活中的观察，认为物体下落的快慢是由他们的重量决定的，他的这一论断也符合人们的基本常识，以至于其后两千多年的时间里，大家都奉为经典。16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略通过逻辑推理推翻了亚里士多德的论断，并进行了大量的实验，继续研究了自由落体运动规律。伽利略对自由落体运动是如何研究的，将在下节课给大家讲解。现在请大家根据刚才的研究，总结一下，自由落体运动有什么特点啊？

学生：自由落体运动只受重力，是初速度为零的加速直线运动。

教师：前几节课我们重点研究了匀变速直线运动，那么大家大胆的猜想一下，自由落体运动是不是匀加速直线运动呢？匀加速直线运动的特点是什么呢？

学生：匀加速直线运动特点是加速度恒定

教师：怎样确定物体的加速度是否恒定呢？

学生：相邻相等时间内的位移之差是一恒量，也就是Δx=at2是一个恒量。

教师：如果自由落体运动是匀加速直线运动的话，有什么办法可以证明呢？这节课请大家用实验来验证一下自由落体运动是否是匀加速直线运动。

教师引导：根据刚才的复习，给我们一个提示，我们要研究自由落体运动规律，就得知道物体下落的位移和时间。要测量物体下落的位移可以用直尺，那用什么计时呢？

学生：打点计时器

教师：好，现在同学们的桌上就有相关的实验仪器，请大家设计实验方案，分组探究自由落体运动规律。

学生分组进行实验探究，教师下去巡视，指导学生实验。

探究结束，教师找学生代表到讲台前来讲解实验方案，展示该组的实验成果，并总结出本组得出的实验结论。教师对学生的精彩解说给予肯定与表扬，并询问其他实验组的同学是否同意该组的结论，最后同大家总结出：通过进行实验探究，初步确定了自由落体运动是匀加速直线运动。

板书：

4：性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

教师：在物理学中，对自由落体运动的研究方法很多，再给大家介绍一种频闪照相法。大家请看教材45页右下角有一张小球自由下落的频闪照片示意图，我先来介绍一下频闪照片的形成。在暗室里放置一架照相机，快门处于常开状态，旁边有一装置叫做频闪仪，每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮正在运动的小球，于是胶片上记录了小球在多个闪光时刻的位置。教材中的照片上记录了小球从初位置由静止开始下落，每隔0.04s小球的位置坐标，请大家先将图片中的小球从上至下由A开始做标记，然后计算出相邻小球间距，分别是0.8，2.4，3.9，5.4，7.1，再将距离依次做差，Δx分别是1.6，1.5，1.5，1.7，在误差允许范围内，我们认为相邻小球间距之差近似相等，科学家经过多次的实验验证，可以确定，自由落体运动实质就是初速度为零的匀加速直线运动。

教师：那么加速度如何求？能否利用这张频闪照片中的数据来求呢？根据什么来求？

3

学生：根据Δx=at2，需要知道Δx和t的大小。

教师：正确。现在有五段位移，可以采用逐差法来求加速度，但是由于时间关系，我们现在取上面的Δx四个数据的平均值进行计算。

学生得出数据：Δx的平均值是1.575cm，时间代入0.04s，最后可得a=9.84 m/s 教师：非常好。经过反复实验表明，同一地点，一切物体在自由落体运动中加速度都相同，这个加速度就叫做自由落体运动加速度。也叫做重力加速度。

板书：

（二）自由落体加速度

1、定义：同一地点，一切物体在自由落体运动中加速度都相同，这个加速度就叫做自由落体运动加速度。用字母g来表示。

教师：请看书中44页有一张表格，从表格中看到什么信息？

学生：在地球不同的地点，重力加速度的数值是不同的，随着纬度的增加g值也在增加。

教师：正确。在一般计算中，可以取9.8 m/s2，粗略计算时可以取10 m/s2。

板书：

2、大小：g=9.8m/s2 3、方向：总是竖直向下

教师：我们已经通过实验研究对自由落体运动有一个比较明确的认识了，我们明确了自由落体运动初速度为零的匀加速直线运动，现在也知道了重力加速度的具体数值，所以自由落体运动的规律也就不难得出了

（三）自由落体运动规律：

（1）速度公式：v ＝g t

（2）位移公式：x = g t2/2 （3）速度位移公式：v2 = 2 g x 课堂小结：找学生对本节课进行课堂小结。

例题：从六层的教学楼顶释放一个铅球，请你估算：从开始运动起，在下落0.1s时，0.2s时，0.3s时的瞬时速度是多少？三个时刻的速度之比是多少？在0.1s内，0.2s内，0.3s内铅球下落的高度是多少？在1s内，2s内，3s内铅球下落的高度又是多少呢？

回顾课前小游戏：揭示一下这把尺子的奥秘：让同学仔细观察这把尺子，有什么特点（已经在对应的刻度上标出反应时间），根据自由落体运动的规律：h=gt2，计算下落不同距离所需时间，与直尺上的刻度一一对应，这样就可以测出同学们的反应时间了。

作业：教材45页2-4题。

【板书设计】

§2.5 自由落体运动

一、自由落体运动 二、自由落体运动加速度 三、自由落体运动规律

1、概念： 1、定义 1、速度公式：v ＝g t

2、产生条件： 2、大小： 2、位移公式：x = g t2/2 3、特点： 3、方向： 3、速度位移公式：v2 = 2 g x 4、性质：

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