自由落体运动说课(精选8篇)
《自由落体运动》说课稿1
一、说教材
(一)教材分析
1、本章教材简析
本章讲述运动学的一些基础知识,主要内容是匀速直线运动和匀变速直线运动的基本规律。这些内容是进一步学习动力学知识和研究比较复杂的运动规律的基础。
2、自由落体这一节教材分析
自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动,同时自由落体运动是一种简单基本的运动形式,这一节有承上启下的作用,承上,可强化学生对匀变速直线运动规律的认识;启下,为以后学习抛体运动(例如上抛运动、平抛运动等)打下基础。
教材先是通过生活中常见现象提出落体运动的运动情况,然后通过实验对现象进行定量探究分析,研究落体运动的规律,进而得出科学结论。
(二)、教学目标要求、重点和难点
目标要求:
1、认知目标
(1)、了解什么是自由落体运动
(2)、自由落体运动产生的条件
(3)、认识自由落体运动的特点
(4)、掌握自由落体运动的规律
2、能力目标
通过观察演示实验,概括出自由落体运动的规律,从而培养学生的观察问题,概括问题,分析问题及推理归纳能力。
3、德育和情感目标
掊养学会认识事物时善于抓主要矛盾,让学生掌握知识的同时,了解物理发展史,学习伽利略的科学方法和刻苦钻研的精神,体会研究物理问题的方法,通过实验加强师生互动和培养同学间的团结协作的精神,对学生进行科学素质和科学态度等方面的教育。
重点和难点:
1、重点是使学生掌握自由落体运动的条件和规律
2、难点是演示实验的技巧把握和规律的得出
二、说教法
1、关于教学方法
鉴于当前教学现状,很多学生受应试教育影响,只注重知识本身,而忽视主动探求知识能力的培养,为全面提高学生科学素质,我将采用实验启法式和问题讨论式教学方法来实现各项教学目标,可采用“提出问题 实验探究 分析讨论 理论推导 归纳概括”的教学思路。
2、关于演示实验
实验的目的是让学生建立伽利略关于落体运动的正确观点,而实际实验时有很多实验现象符合亚里士多德的错误观点,这些实验要做,不能回避,因为真理是不怕考验的,这样可培养学生实事求是的态度,培养学生观察事物一定要全面,抓主要矛盾,透过现象看本质,并且培养归纳总结科学规律的能力。
三、学法
这一节就知识本身而言很简单,学生易掌握,我觉得这一节最重要的是在对各种情况的落体运动过程表现出不同现象的研究中掌握物理学的分析问题和解决问题的方法,培养学生形成良好的学习习惯和正确的学习方法。
四、教学过程
第一步:提出问题,引入新课
列举几个常见落体运动的生活实例,并介绍亚里士多德(前384—前322年),古希腊斯吉塔拉人,是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家和伽利略(1564~1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家对落体运动的不同看法,引起学生的兴趣和讨论。
第二步:实验验证,观察现象
[演示1] 一张纸片和一小硬币从同一高度落地,硬币先落地
说明亚里士多的观点也是有实验基础的,并非凭空想象,从而培养学生实事求是的态度。
[演示2] 一张纸片和一张同样的纸片拧城的纸团从同一高度落地,纸团先落地
[演示3] 把上面第二个实验中,纸片拧成的纸团,再与硬币做实验,发现两物基本同时下落。
说明物体重量不变或变小有时下落会变快,亚里士多德观点出现破绽,培养学生探研问题的兴趣和决心。
[演示4]观察空气中的金属片、纸片下落运动和玻璃管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。
综上分析,定性、粗略实验有时不能说明和解决实质问题,须有精确定量的实验和对实验的全面归纳分析总结,从而使学生养成分析问题要全面,尊重事实和客观规律的科学态度,并养成勤思考,好探索的习惯。
第三步:定量分析,得出结论
利用打点计时器做纸带实验,让学生根据以前做过的“研究物体匀加速直线运动”的实验,分组定量测定,分析出落体运动的规律。
第四步:对比分析,总结规律
自由落体运动的条件:(1)初速度为零 (2)只受重力
自由落体的运动规律:是初速度为零,加速度大小为g的匀加速直线运动。
自由落体加速度g的特点:在同一地点g的值不变;通常:g=9.8m/s2或10 m/s2, 方向竖直向下。
第五步:反馈练习,巩固知识
(题目略)
第六步:学以致用,深化主题
课外实验:1、一个秒表、一个小球,并且知道本地的重力加速度是9.8m/s2, 用以上器材测量教学楼1-3楼的高度。
2、P 48测量反应时间。
第七步:本节小结
《自由落体运动》说课稿2
说教材
“自由落体运动”是高中物理“物体运动”一章的内容,教材的
目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深,因此本节教材的重点和难点,在于不同物体下落的快慢是一样的以及不同物体在同一位置的重力加速度都是g。教材的思想体系是:
(1)通过毛线管(牛顿管)实验,证明在无阻力情况下物体下落快慢相同,并观察其轨迹是直线。
(2)利用教材的闪光照片和数据表以及匀变速直线运动的研究方法,确定自由落体运动是匀变速的。
(3)揭示重力加速度的概念,给出常用值。
(4)归纳出其运动性质和运动规律,并能运用。
因此,教材的主体思想是,经过实验及分析,学习自由落体运动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律,以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。
说教学目标
根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征,拟确定如下的教学目标
(1)知识目标:通过实验观察、定义并理解自由落体运动的概念和做自由落体运动的条件,并能用ΔS=aT2和教材的闪光照片及数据表,确定出自由落体运动是匀变速直线运动。引出重力加速度的概念,并能导出公式vt=gt和h=gt2/2。
(2)实验目标:通过观察空气中的金属片、纸片、羽毛下落运动和毛线管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。通过分析小球自由下落的闪光实验,学会物理实验数据处理与分析的方法。
(3)能力目标:培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力,使之会验证匀变速直线运动;通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式,培养分析、推理、综合的能力。
(4)德育和情感目标:通过教学,巩固学生对匀变速直线运动的认识,培养学生实事求是的科学态度。
说教学方法
(1)实验观察为了使学生更好的理解自由落体运动的概念,让学生观察金属片、纸片、羽毛在空气中的下落以及在毛线管内的“真空”中下落的现象,分析出在“真空”中物体下落快慢相同。
(2)实验研究为使学生判断出自由落体运动的性质,启发学生利用闪光照片以及数据表的实验数据,证明自由落体运动是匀变速直线运动。并利用匀变速直线运动的规律,启发学生推导出vt=gt和h=gt2/2的公式。
(3)讲练结合式在自由落体运动的规律应用上,让学生具体问题具体分析,不要死套公式,随时发现学生的错误,并引导分析错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。
说学法指导
“授之以鱼不如授之以渔”,“教是为了不教”。现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导。在本节的教学法中,要注意引导学生通过观察、分析、综合,自己得出结论,在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法,使学生受到学习方法的训练。
说教学程序
(1)复习提问:
①匀变速直线运动的特点是什么?
速度、位移公式是怎样表示的?
板书:a恒定;vt=v0+at和s=v0t+at2/2。
②怎样验证一个直线运动是一个匀变速直线运动?
③板书:ΔS=aT2
(2)新课导入:
提问:不同物体的下落运动,情况是否相同呢?(即重的物体下落快还是轻的物体下落快?)
演示1:纸片和金属球下落
学生:金属球先着地,纸片后着地。重的物体下落快。
提问:有没有轻的物体下落快的现象?
演示2:纸团和棉花下落
学生:纸团先着地,棉花后着地。轻的物体下落快。
总结:有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快。
怎样从道理上论证重的物体比轻的物体下落快是不对的?
阅读教材P89伽利略的推理。
提问:为什么有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快?
演示3:纸团和金属片下落。
学生:纸团和金属片几乎同时着地。
物体越重,下落得越快是不对的。
提问:为何会出现这种现象呢?
引导:空气阻力的作用使问题变得复杂!
提问:我们应该怎样研究物体的下落运动?
引导:研究问题要从简单→复杂,因此先研究没有空气阻力时物体的下落情况(理想化模型)
演示4:在没有空气的空间里物体的下落
软木塞、金属片、羽毛几乎同时着地。
学生:在没有空气的空间里,物体下落的快慢相同。
板书: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叫做自由落体运动。
结论1:不同物体的自由落体运动,它们的运动情况是相同的。
提问:自由落体运动是一种什么样的运动?
匀速直线运动?匀加速直线运动?
学生:直线运动、初速度为零、变速。
提问:是不是匀变速直线运动?怎么证明?
根据:ΔS=aT2
对闪光照片及数据表进行分析,使学生懂得如何处理实验数据。
结论2:自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。
结论3:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g来表示。
通常:g=9.8m/s2或10m/s2,方向:竖直向下。
(3)推导
学生根据匀变速运动的速度公式、位移公式推导出自由落体的公式,提问学生回答。
vt=gth=gt2/2vt2=2gh。
(4)巩固练习
《自由落体运动》说课稿3
1.说教材
“自由落体运动”是高中物理“物体运动”一章的内容,教材的
目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深,因此本节教材的重点和难点,在于不同物体下落的快慢是一样的以及不同物体在同一位置的重力加速度都是g。教材的思想体系是:
(1)通过毛线管(牛顿管)实验,证明在无阻力情况下物体下
落快慢相同,并观察其轨迹是直线。
(2)利用教材的闪光照片和数据表以及匀变速直线运动的研
究方法,确定自由落体运动是匀变速的。
(3)揭示重力加速度的概念,给出常用值。
(4)归纳出其运动性质和运动规律,并能运用。
因此,教材的主体思想是,经过实验及分析,学习自由落体运
动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律,以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。
2.说教学目标
根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征,拟确定如下的教学
目标
(1)知识目标:通过实验观察、定义并理解自由落体运动的概
念和做自由落体运动的条件,并能用ΔS=aT2和教材的闪光照片及数据表,确定出自由落体运动是匀变速直线运动。引出重力加速度的概念,并能导出公式vt=gt和h=gt2/2。
(2)实验目标:通过观察空气中的金属片、纸片、羽毛下落运
动和毛线管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。
通过分析小球自由下落的闪光实验,学会物理实验数据处理与分析的方法。
(3)能力目标:培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力,使之会验证匀变速直线运动;通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式,培养分析、推理、综合的能力。
(3)德育和情感目标:通过教学,巩固学生对匀变速直线运动的认识,培养学生实事求是的科学态度。
3.说教学方法
(1)实验观察为了使学生更好的理解自由落体运动的概
念,让学生观察金属片、纸片、羽毛在空气中的下落以及在毛线管内的“真空”中下落的现象,分析出在“真空”中物体下落快慢相同。
(2)实验研究为使学生判断出自由落体运动的性质,启发
学生利用闪光照片以及数据表的实验数据,证明自由落体运动是匀变速直线运动。并利用匀变速直线运动的规律,启发学生推导出vt=gt和h=gt2/2的公式。
(3)讲练结合式在自由落体运动的规律应用上,让学生具
体问题具体分析,不要死套公式,随时发现学生的错误,并引导分析错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。
4.说学法指导
“授之以鱼不如授之以渔”,“教是为了不教”。现代教育更重视
在教学过程中对学生的学法指导。在本节的教学法中,要注意引导学生通过观察、分析、综合,自己得出结论,在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法,使学生受到学习方法的训练。
5.说教学程序
(1)复习提问:
①匀变速直线运动的特点是什么?
速度、位移公式是怎样表示的?
板书:a恒定;vt=v0+at和s=v0t+at2/2。
②怎样验证一个直线运动是一个匀变速直线运动?
③板书:ΔS=aT2
(2)新课导入:
提问:不同物体的下落运动,情况是否相同呢?
(即重的物体下落快还是轻的物体下落快?)
演示1:纸片和金属球下落
学生:金属球先着地,纸片后着地。重的物体下落快。
(自由落体运动)说课,标签:物理说课模板,高中物理说课模板,
提问:有没有轻的物体下落快的现象?
演示2:纸团和棉花下落
学生:纸团先着地,棉花后着地。轻的物体下落快。
总结:有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快。
怎样从道理上论证重的物体比轻的物体下落快是不对的?
阅读教材P89伽利略的推理。
提问:为什么有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快?
演示3:纸团和金属片下落。
学生:纸团和金属片几乎同时着地。
物体越重,下落得越快是不对的。
提问:为何会出现这种现象呢?
引导:空气阻力的作用使问题变得复杂!
提问:我们应该怎样研究物体的下落运动?
引导:研究问题要从简单→复杂,因此先研究没有空气阻力时物体的下落情况(理想化模型)
演示4:在没有空气的空间里物体的下落
软木塞、金属片、羽毛几乎同时着地。
学生:在没有空气的空间里,物体下落的快慢相同。
板书: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叫做自由落体运动。
结论1:不同物体的自由落体运动,它们的运动情况是相同的。
提问:自由落体运动是一种什么样的运动?
匀速直线运动?匀加速直线运动?
学生:直线运动、初速度为零、变速。
提问:是不是匀变速直线运动?怎么证明?
根据:ΔS=aT2
对闪光照片及数据表进行分析,使学生懂得如何处理实验数据。
结论2:自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。
结论3:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g来表示。
通常:g=9.8m/s2或10m/s2,方向:竖直向下。
(3)推导
学生根据匀变速运动的速度公式、位移公式推导出自由落体的公式,提问学生回答。
vt=gth=gt2/2vt2=2gh。
(4)巩固练习
小结本节内容,布置作业P90练习(1)(2)(3)
《自由落体运动》说课稿4
一、说教材:
《自由落体运动》是中专物理教材(高教版)第三章第五节的内容。本节内容是在学生学习了运动学的基本概念、匀变速直线运动等知识后编排的,自由落体运动是匀变速直线运动的一种特例。通过对自由落体运动的研究,一方面是对前面知识的复习和巩固,另一方面也加强了课本知识与实际生活的联系;通过学习本节内容不仅可以激发学生的学习欲望,巩固前面的知识,而且可以培养学生的观察能力、以及分析和概括能力。它在教材中具有重要的地位和作用。
二、说教学目标:
本节课教学主要是让学生参与实验探究过程,掌握解决问题的方法,培养学生自主学习的意识与创新精神。因此,教学要从科学结论的学习上转移到概念和规律的形成过程,以及形成这些概念和规律所用的物理方法和思想的学习中,达到激发学生学习物理的兴趣,懂得认知未知事物的研究方法,发展学生各方面的能力和创新意识。
(一)知识与技能:(1)了解什么是自由落体运动;(2)认识自由落体运动的特点;(3)掌握自由落体运动的规律;(4)能分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。
(二)过程与方法:通过观察演示实验,否定了亚里士多德的观点,通过实验探究,逐步培养学生观察能力、实验数据的处理能力及推理能力。
(三)情感态度与价值观:(1)调动学生积极参与讨论的兴趣,培养科学探究及推理能力;(2)培养学生严谨的科学态度,正确地获取知识的方法。
三、说重点和难点:
1.从前面对教材的分析,可以看出本节课的重点是:自由落体运动性质及运动规律;重力加速度。
2.本节课的难点我认为至少有两点:
(1)对物体下落快慢与物体轻、重无关的理解;
(2)探究自由落体运动性质的过程,纸带的处理。
为了突破重难点我是这样设计教学的:先让学生观察分析演示实验,用实验事实帮助学生建立起正确的观点,启发学生回忆前面研究匀变速直线的方法,进行合理的类比迁移。我安排学生分组实验——用打点计时器研究自由落体运动,为了能让学生顺利探究出自由落体的运动性质,求出自由落体加速度,在前面已经给学生介绍了匀变速直线运动的位移规律和怎样用打点计时器测加速度(重点给学生讲解了纸带的处理)。让学生通过实验探究来验证自由落体的运动性质,并让学生通过动手计算得出自由落体加速度。既培养了学生的能力又让学生加深了对知识的理解,更让体会到成功的体验。
四、学情分析
学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识,具备了一定的学习基础,能够开展小组学习活动,但毕竟是农村学生,实验动手能力不强,由于是高一学生,抽象思维能力不强。为了学生能顺利开展探究活动,在课前我作了必要的准备工作:给学生介绍了怎样用打点计时器计算加速度,着重给学生讲解了纸带的处理方法及注意事项。
五、说教法、学法
教法采用讲授、实验演示、探究式教学法。人们在自然界看到的落体运动都是重的物体下降快,轻的物体下落慢。为了帮助学生消除错误观念,树立正确观念。通过纸团和纸片下落演示实验和牛顿管演示实验,让学生知道物体下落的快慢跟物体的质量无关,在没有空气阻力的情况下,轻重不同的物体下落一样快。为了让学生亲眼“看到”自由落体是初速度为零的匀加速直线运动,并且加速度的大小为g,在此采取实验探究法。让学生分组进行实验,通过分析纸带上的点迹,自己动手算出:自由落体运动确实是一种初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。通过计算得出:加速度的大小与纸带下悬挂重物的质量无关,说明在没有空气阻力的情况下轻重不同的物体下降的速度一样。
对学生来说,注意观察演示实验,并积极思考,得出准确结论。在老师的引导下探索自由落体运动的性质,通过分析纸带得出自由落体运动的性质和自由落体加速度。体验知识的发现过程,领悟科学思想方法,努力提高自身的科学素养。
六、说教学过程:
(一)导入新课:通过列举自由落体知识在现实生活中的应用(测量人的反应时间),导入新课。
(二)新课教学:
演示:质量相等的纸团和纸片同时从同一高度同时下落,并引导学生观察实验现象及思考问题。(创设问题情境)
提出问题:轻重不同的物体下落的快慢是否一样?
结论:下落慢是由于空气阻力的作用。
此时介绍亚里士多德和伽利略对落体运动的研究,大胆质疑,敢于向权威挑战的精神。
问题:如果没有空气阻力,结果会如何?
演示:牛顿管实验
结论:在没有空气阻力的情况下,物体下落的情况与重力大小无关。
使学生认识到生活中观察到重物下落快、慢不同的原因是由于空气阻力的影响,终于使问题真相大白,从而引入自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件。
给学生说明自由落体运动是对实际落体运动进行理想化处理得出的一种理想模型(跟前面学习的匀速、匀变速运动一样。相机渗透理想化思想方法——忽略次要因素,凸显物理现象的本质。)
让学生动手探究重物自由落体运动,感悟运动特点。
问题1:自由落体运动究竟是一种什么样的运动?
启发学生设计实验进行探究(提供相应的器材:打点计时器、重物等):分组实验、处理实验数据、交流实验结论。
师生归纳、总结出:自由下落运动是初速度为零的匀加速直线运动。
分组实验让学生的主体作用得到充分的发挥,也使学生对自由落体的性质有深刻的印象。(这部分大约需要15分钟)
问题2:在同一地点,不同物体作自由落体运动的加速度是否相同?
根据前面的实验可以得出这样的结论:在同一地点,不同物体作自由落体运动的加速度是相同。
讲解:重力加速度的概念,说明其方向。
引导学生观看课本上各地重力加速度的表格,能否发现一定的规律。
结论:纬度越大的地点,重力加速度越大(原因待以后进一步学习)
让学生根据匀变速运动的规律推导出自由落体运动的公式。
(三)例题巩固:
例题:一个物体从19.6m高的地方自由下落,问经过多长时间落到地面?
它落到地面时的速度是多少?
设计意图:自由落体运动规律的简单应用,熟悉公式,巩固知识。
(四)学生练习
完成《学生工作页》
(五)巩固新课
(1)运动性质:初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动;
(2)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。
(六)布置作业
1.在练习3.5中任选两题上作业本
2.阅读教材65页《伽利略及其科学贡献》
3.课后查阅有关资料看看伽利略是用什么方法推断出自由落体运动的性质的。
设计意图:让不同层次的学生选择不同难度的作业,让每位同学都会做作业,让每位同学都有收获;培养学生自主获取信息和学习的能力。
《自由落体运动》说课稿5
《匀变速直线运动的实例——自由落体运动》是司南版必修1第三章第3节的内容,是本章的重要内容。本章从最简单的匀变速直线运动的规律入手,讲述运动学的重要知识,是高中物理的基础,所以本章的教学关系到高中物理教学的好坏。本节的主要教学内容有:
1.科学探究——自由落体运动的特点;
2.自由落体的加速度;
3.自由落体运动规律探索的回眸。本节内容是在学生学习了运动学的知识后编排的,是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究,一方面是对前面知识的复习和巩固,同时也与实际生活相联系;另一方面,通过讲授研究物理问题的基本思路和科学方法,为以后的学习打下良好的基础。结合本节的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,从新课程的“三维目标”培养学生。按教学大纲要求,结合新课标提出以下教学目标:
知识与技能:
1.用理想化方法比较重力与空气阻力的大小,识别自由落体运动。
2.通过探究,知道自由落体运动的初速度为零的匀加速直线运动。
3.知道自由落体运动加速度的方向和大小,知道不同地点的重力加速度不一样。
4.根据匀变速直线运动的规律,得到自由落体的运动规律。
5.运用自由落体运动规律解决实际问题。
过程与方法:培养学生的观察能力和推理能力
情感态度与价值观:渗透研究自然规律的科学方法和思维能力,感受科学家的探索精神。
高一学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,他们对理论的推导普遍感到困惑;并且严重受(重的物体下落的快)前概念的影响。所以本节教学的重点是:自由落体运动的特点和规律;教学的难点是:物体下落快慢与重力无关。
说教法
物理教学重在启发思维,教会方法。学生对物体的下落运动已有自己的认识,可以作为教学的起点。让学生在教师的指导下,通过演示实验和科学的辨析,认识自由落体的规律,通过对其研究,加深对匀变速直线运动规律的理解。使学生全面的理解教材,把握重、难点;因此,本节课综合运用讲授法、实验观察法+合理推理+实验验证+归纳、总结的方法并结合多媒体手段。在教学中,加强师生双向活动,引导学生主动探索。
说学法
学生是课堂教学的主体,现代教育以“学生为中心”,更加重视在教学过程中对学生的学法指导,引导学生主动探索新知识。本节课的教学过程中,要让学生主动参与讨论(轻、重的物体,哪个下落的快?)、引导学生思考、勤于动手,引导学生推导自由落体运动的规律,使学生获取新知识学会解决问题。采用:“提取旧知识——积极思维——实验探索——构建新知识——巩固深化”的学法。
说教学过程
从以上分析,教学中掌握知识为中心,培养能力为方向;紧抓重点突破难点。设计如下教学程序:
1.导入新课:(大约需要5分钟的时间)
复习匀变速直线运动的规律后,提出问题(从生活经验出发,对物体下落的快慢情况提出自己的看法,并举例说明),学生思考,讨论(可能回答:重的物体下落的快;体积小的物体下落的快等)。
2.新课教学:(大约35分钟的时间)
学生受生活经验的影响,对重的物体下落的快的印象很深,为了克服学生的前概念,教师要创设物理情景,通过演示实验(比较硬币与纸团的下落),调动学生积极参与,积极进行观察和思考。引发学生的认知冲突,然后用牛顿管实验进一步探究,使学生明确认识到如果处于真空环境,物体就会同时落地。启发学生认识到生活中轻、重不同的物体下落快慢不同是由于空气阻力的影响。从而总结出:什么是自由落体运动。教师提出新问题:自由落体运动有什么规律?并引导学生从匀变速直线运动的规律推导自由落体运动的规律
匀变速直线运动的规律自由落体运动的规律
速度公式
平均速度公式
位移公式
位移速度关系
推论
同时给出重力加速度g的值,让学生阅读教材47页的信息窗,知道不同地点的重力加速度不同。培养学生推导能力。最后,教师让学生阅读49-51页;通过伽利略的悖论入手,激发学生的探究思维,逐步体会伽利略的“提出假设——数学推理——实验验证——合理外推”的研究方法,体会科学家的探究精神。教师总结本节的内容,再进行例题的讲解与巩固,使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。(在板书方面:教学中将黑板一半写概念,另一半用来作图分析。)
结束语:在以上设计中,我力求“以学生为中心”,以物理实验为基础,积极倡导学生思考、自主学习,主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况,调整教学,不断地反思和总结。在此,还请各位老师,领导批评指正,谢谢大家。
《自由落体运动》说课稿6
各位评委,各位同学
大家下午好!
今天我将要为大家说课的课题是《探究自由落体运动》。
下面,我将从说教材、说教法学法以及说教学过程三个方面阐述我的说课。
一、首先是:说教材:
1、分析教材:《探究自由落体运动》是高中粤教版必修一第二章第一节的内容。本章内容是在学生学习了运动学的基本概念(如位移、时间、速度、匀速运动、加速度等)知识后编排的。
自由落体运动作为匀变速直线运动的一种特例,在日常生活中比较常见,具有重要的研究价值。历史上曾经有很多科学家研究过落体运动,其中亚里士多德、伽利略等对落体运动的研究,对物理学的发展起到了非常重要的推动作用。在学习过程中通过向学生介绍相关的物理学史,可以让学生受到科学精神、科学方法的熏陶。通过探究自由落体运动,不仅可以激发学生的学习欲望,而且可以培养学生的分析和概括能力。自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,我们在后面的内容中将从特殊到普通,推广到探究一般的匀变速直线运动及其运动规律。因此本节课具有承上启下的作用。(本章通过对落体运动的研究,去探索匀变速直线运动的规律,为研究复杂的运动规律打下基础。)
(学情分析:对于自由落体运动,学生有一定感性和模糊的体会,但理解自由落体运动概念,对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面,首先是物理语言的误导,使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次是生活中的落体运动与自由落体运动的区别──现实与理想的差异。在知识方面,学生有匀速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础,完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,养成动手与合作能力,生成学生透过现象看本质的物理意识。)
2、教学目标:从前面对教材的分析,我把教学目标设定如下
首先是知识与技能方面:(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)能用打点计时器得到相关的运动轨迹,并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。
(3)初步了解探索自然规律的科学方法,培养学生的观察、概括能力。
然后是过程与方法:通过对落体运动的实验探究,初步学习使用控制变量法。
在情感态度价值观方面,
(1)通过实验探究落体运动的规律,激发学习兴趣,增强求知的欲望。
(2)调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。
(3)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。
(4)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
(5)培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。
3、重点、难点:对于自由落体运动,学生有一定感性和模糊的体会,但理解自由落体运动概念,对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面,首先是物理语言的误导,使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次是生活中的落体运动与自由落体运动的区别──现实与理想的差异。所以本节课的重点是让学生明白什么是自由落体运动,及产生自由落体运动的条件和实质。本节课的难点我认为应是对物体下落快慢与物体轻、重无关的理解。
为了突破这个难点我是用实验激发学生进一步研究落体运动的兴趣,且是安排学生分组实验,让学生都能体验实验过程,获得成功体验。在下面的教学过程中会详细提及。
二、然后是教法、学法:
基于学生对于自由落体运动运动概念的理解有一定的困难,而在知识方面,学生有匀速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础,完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,养成动手与合作能力,生成学生透过现象看本质的物理意识。)
教法拟采用探究式综合教学法。具体说就是,创设问题情境→提出问题→猜想与假设→分析与推理(设计实验→进行实验)→总结归纳。让发现问题、解决问题贯穿课堂教学的全过程。
对学生来说,主要是启发主动参与、善于思考、乐于探究、勤于动手,注重搜集和处理信息,不仅要注重知识的结论,而且要经历知识的发现过程,领悟科学思想方法,提高科学素养。
三、说教学过程:
(一)引入新课
人们说,历史上有3个改变世界的苹果,一个诱惑了夏娃,开启了人们的欲望与智慧的大门,一个砸醒了牛顿,一个握在乔布斯手中。苹果的下落是一件司空见惯的事,可是苹果为什么会落地而不是飘荡在空中?它在下落过程中是怎样运动的?我们在这一节课讲围绕这些问题进行学习。
(二)进行新课
1、录像演示:
a.石头从空中落下
b.重力使屋檐下的雨滴下落
c.树叶从树上竖直飘落
教师引问:观察并指出以上物理情景中物体相似的运动特点。
学生活动:观察,思考,总结
教师活动:教师在学生表述的基础上总结:画面中的物体都是从高处落到地处,这类下落的运动称为落体运动,这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。设计说明:从生活中构建物理情景或模型,以培养学生在生活中联系物理知识的好习惯。
2、关于落体运动的进一步思考
A.提出问题
落体运动的快慢与什么因素有关?(可以用观看赛跑的生活情景来说明我们研究物体运动往往首先关心的是物体运动的快慢,从而直接引入该问题)
(1)提示学生想象生活中经常见到的落体运动(或具体举例)。
提出疑问:以经验来看是否重的物体一定下落得快?
(2)直接经验:重的物体下落快——也是历史上亚里士多德认可的观点(简介亚里士多德)。学生小组内相互交流对落体运动快慢的经验感受。设计说明:此环节将对落体运动的研究落实在其运动的快慢上,直接问“是否重的物体一定下落得快”是为了更易进入主题
B.引导学生从亚里士多德的观点进行逻辑推理,得出矛盾。
(1.观点——物体从空中下落的快慢与物体质量有关。重的物体下落得快。
2.结论
【结论1】如果把石头和树叶捆在一起,其下落的速度应该比其中任一物体下落的速度快。
【结论2】如果把石头和树叶捆在一起,独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头,最终其下落的速度应该比石头独自下落的速度慢。
显然,这两个结论是“自相矛盾”的。)设计说明:相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼,也是激发学生进一步学习的手段,学生进行逻辑推理,可相互讨论,然后小组代表举手发言,其余倾听、思考。逻辑推理为后面的研究指明了方向,使学生明确下一步要解决的问题。
C.组织学生进行实验探究
(1)教师引导学生设计实验,分别用一枚硬币(一元的效果不错)、两枚和硬币大小面积相同的硬纸片、一枚粘有硬纸片的硬币、一粒小塑料球,一团棉花(质量要比小塑料球的大)来比较轻重不同或相同的物体下落快慢。
①.一枚硬币与一枚与硬币面积相同的纸片等高同时下落,比较下落快慢。
②.一枚硬币与一枚粘有面积相同的纸片的硬币等高同时下落,比较下落快慢
③.将一枚硬纸片团成团,与另一枚大小面积相同的硬纸片等高同时下落,比较下落快慢。④.一粒小塑料球与一大团棉花等高同时下落,比较下落快慢。设计说明:学生实验过程中教师在各个小组间巡视,收集学生实验过程中会出现的问题,引导学生在实验操作时如何创设实验条件(如怎样保证等高同时释放等);启发学生注意总结实验现象中两物体下落快慢与物体轻重进行关联比较。学生准备材料:硬币、纸片。课前要求学生准备材料时并没有告知学生具体用途,学生对此充满好奇,这也从一个侧面调动了学生的学习兴趣。
(2)学生进行实验与探究,小组成员分工进行实验操作、观察记录,在实验现象的基础上进行分析、讨论,得出本小组的结论。
结论一般有三种情况:
a.重的物体下落快;b.轻重不同而下落快慢相同;c.轻重相同而下落快慢不同。
考虑到如果能有与直觉经验完全相反的现象出现,学生的认识会更明确,故增加了“一粒小塑料球与一大团棉花下落快慢比较”的实验设计,体现“轻的物体可以比重的物体下落快”。
(3)分析小节
(a)选小组代表描述所观察的实验情景及小组的讨论。
(b)在学生探究的基础上教师讲解,引导学生明确:实验结果显示出物体下落快慢与其质量没有必然联系。设计说明:教学的重心应放在精心准备的语言讲解上,归纳、认识、分析、发现。作出科学猜想,然后验证猜想,对学生进行科学方法教育,强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解。此处由学生做结论时可以的,但学生的结论不应是最后结论,最后结论应是教师给出的,以加深学生的认识。
4.进一步探究影响物体下落快慢的因素
(1)引问: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。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。
(2)猜想:影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗?
教师演示实验,验证猜想:毛钱管实验。(可考虑用电脑课件,老师同步讲解。)
(3)引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生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。
通过毛钱管实验使学生认识:
(1)探究现象背后的实质原因必须考虑或排除外界因素干扰。
(2)科学实验是科学探究的有效方法。
5.自由落体运动的概念
(1).概念引入
引问: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。
学生以原有的力学基础可以很快答出:忽略空气阻力,则物体只受重力作用。
(2).自由落体运动
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。学生思考,联想,答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动,实际生活中物体受到空气阻力,但一般重力大于空气阻力。
6.学生自主实验探究自由落体
(1).引问:若要研究某种运动规律,我们可以采用怎样的方法和器材?
学会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。
(2)组织学生分组实验:利用打点计时器记录重物的下落过程。(提醒学生操作注意事项)
(3)引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的.信息作初步分析:
A.轨迹——直线方向——竖直向下
B.变速——速度越来越大——比较相等时间内发生的位移。
小组实验、操作、记录、思考、交流讨论,
(可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理,重点强调任意两个相邻点(无论匀速或变速)的等时性。)
7.引导思考讨论
引导学生认识到研究运动规律的方法之一为寻找位移与时间的关系,故可以想到做s-t图象,分析推测自由落体运动规律。
基于本实验的特点,不容易确定起始点,故不方便准确测出s,从而给s-t图象的得出带来一定难度,这一点可在下一节课探究自由落体运动规律时解决。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
设计说明:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
附:板书设计:
第一节探究自由落体运动
一.物体下落的快慢与什么有关?
1.亚里士多德:物体越重下落得越快
2.伽利略:物体下落快慢与质量无关
二.自由落体运动:物体只受重力,从静止开始下落的运动。
三.记录自由落体运动轨迹。
1.打点计时器的使用
2.速度方向不变,有加速度
《自由落体运动》说课稿7
各位专家、评委、老师大家好!
我今天说课的题目是人教版(必修1)第二章第五节《自由落体运动》,下面我将从教学分析、教学过程、课堂教学反馈与调整三个环节说明我对本节课的理解和处理。
一、教学分析
1、本节课在教材中的地位和作用的分析:
新课程比较注重物理量引入、建立的来龙去脉,这也是为实现教学三维目标服务的。高中物理人教版(必修1)第二章非常重视概念、规律的探究过程,整章紧紧围绕研究匀变速运动规律而展开。而“自由落体运动”是最常见的一种匀变速运动,教材的目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深,因此,教材的主体思想是,经过实验及分析,学习自由落体运动规律、以及学习伽利略的科学思维方法,以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力提高认识层次的目的。同时通过本节内容的知识探究,也为以后学习较复杂的运动打下良好的基础。在教材中具有重要的地位和作用。
2、学生情况及学习方法的分析:
学生已经掌握了匀变速运动的规律和处理方法,可以说理论知识上已经没有什么障碍 ,但是暗示学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的日常生活经验印象很深,因此重的物体落的快这个问题既是难点也是教师应该抓住的思维碰撞的关键点,充分发挥学生的主体作用,引导学生积极参与,激发学习兴趣,活跃课堂气氛,调动学生的学习积极性,使学生始终保持积极探索的学习心态。
3、教学三维目标的分析
1.知识与技能
(1)通过学习认识自由落体运动,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)通过学习能用打点计时器得到相关的运动轨迹,并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。
(3)通过学习初步了解探索自然规律的科学方法,培养学生的观察、概括能力。
2.过程与方法
1)通过演示实验、打点计时器研究自由下落物体的运动性质,了解研究过程与方法。
2)学习运用理想化的方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型的方法
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述能力。
(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。
4、教学重点、难点的分析
重点:对自由落体运动性质及运动规律的掌握和运用;
难点:自由落体运动性质的认识。
5.教学方法与手段:
本节课的知识很重要而且有一定的难度所以,教学设计以建构主义理论为指导,在以学为中心的建构主义学习环境中采用“抛锚式教学法”把教学内容以问题的形式提出,通过多媒体最大程度的呈现物理情景,应用启发与探究相结合的方式有目的的引领学生互相交流,互相沟通,互相启发,互相补充使课堂中所有的设计与安排都要围绕学生来展开。接下来我将具体谈一谈我是如何采用以上教学方法来实施课堂教学的。
二、教学过程
(一)引入新课
创设情景:拿一张新的100元钱,如果谁能按老师的要求抓住下落的钱,老师就把钱给他。让学生亲自观察和感受下落物体的运动
教师说明这是个骗局,由此激发学生探索, 通过这节课的学习让我们来揭示骗局的本质。
目的:创设情景兴趣引入激发学生的探索的欲望,调动学生的积极性
二、初探落体运动
创设情景:让羽毛和小铁片从同一高度静止下落。 重的物体落得快伟大的哲学家亚里士多德就曾通过观察生活中的现象得出了物体下落的快慢与物体的重量有关,越重的物体下落的越快这个结论。
创设情景:小贴片和一团棉花从同一高度静止下落。轻的物体先落地。学生产生疑问并提出疑问:到底是什么影响物体下落的快慢学生很容易达成共识是空气阻力的作用。预见:没有空气会如何用牛顿管实验,把管内抽成真空时比较羽毛和铁块下落的快慢,播放:美国宇航员斯科特的月球实验。验证猜想。
讲述小故事:纪伽利略通过抽象思维加科学实验的方法才否定了亚里士多德的观点。
目的:形成感性认识为下一步教学打下基础。
三.深入探索自由落体运动的性质
问题:重锤的下落能不能看成自由落体运动?可以近似看成
一、提出问题:重锤下落时自由落体运动,它下落有什么特征,有什么运动规律。
二、学生猜想提出假设:可能是匀加速直线运动
三:教师引导学生讨论,制定计划应用打点计时器设计实验验证自己的猜想,教师要对学生的想法给与鼓励和肯定学生回顾之前学习的内容,和教师提供的仪器,设计不同的实验和验证方法:
1.如果△s=aT2为一恒量,则物体做匀加速直线运动。
2.利用,如果s和t2成正比,则是匀加速直线运动。
3.利用v=at,如果v和t成正比,则是匀加速直线运动。
4.连续相等时间的位移比为1:3:5:(这个方案最开始普遍被学生认可,但实际操作误差是教大的)但教师开始不要点破
四:进行实验与收集证据:学生根据自己小组的设计,做实验,收集数据,老师要及时知道学生的实验操作是否规范。
五:分析与论证合作交流:并分析数据,得到结论,每个小组间交流,补充。老师给与正确的评价。
目的:应用探究式的学习方法,让学生亲自去体验去验证,经历从感性认识到理性认识的过程,从而让学生印象深刻的突破难点问题。
四、扩展探究:
能不能利用以上的实验方案求解重力产生的加速度。学生讨论,选择一个可行的方案△s=aT2。
阅读课本,教师说明:国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值,g=9.80665 m/s2。通常的计算中,可以把g取作9.8 m/s2,在粗略的计算中,还可以把g取作10 m/s2。
呼应开头:请同学们思考一下我们开始提到的那个老师的骗局。加深对自由落体运动的理解。
最后:和同学小结结束课程
在板书上的设计:
尽可能的通过板书体现本节课的教学流程和教学思路同时突出重点内容,尽量让学生在看到板书时能体会到清晰的课堂思路。
设置作业超市 (ABC)三个难度的试题让学生自己选择。同时设计一个趣味性的共同探究题目,给有兴趣的同学课后思考钻研。
三、课堂教学反馈及调整策略;
1、这里一定要注意提醒学生先开打点计时器后放手,但是可能会有少部分学生如果测量△s=aT2,那么就不涉及这个问题,而这些学生往往不能够想到原因,教师可以根据学生情况适当的知道,必要时要停下来讲解或讨论。
2、计算重力加速度时,没有必要让学生再做一次实验,只要采用一组学生的纸带大家分析一下即可,毕竟结果已经有学生计算出来了。
3、课堂教学由各个环节组成,各环节之间尽量通过一些恰当的语言和问题灵活的串接起来,给学生一个完整的而非堆砌的感觉,也会让学生更容易理解知识背后的逻辑关系
以上是我在本节课的课堂教学中的部分环节采用探究式的教学方法,来突破自由落体运动重难点的一点尝试和想法,有不妥当的地方还恳请各位评委多多批评指正!
《自由落体运动》说课稿8
1、说教材
“自由落体运动”是高中物理“物体运动”一章的内容,教材的目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深,因此本节教材的重点和难点,在于不同物体下落的快慢是一样的以及不同物体在同一位置的重力加速度都是教材的思想体系是:
(1)通过毛线管(牛顿管)实验,证明在无阻力情况下物体下落快慢相同,并观察其轨迹是直线。
(2)利用教材的闪光照片和数据表以及匀变速直线运动的研究方法,确定自由落体运动是匀变速的。
(3)揭示重力加速度的概念,给出常用值。
(4)归纳出其运动性质和运动规律,并能运用。
因此,教材的主体思想是,经过实验及分析,学习自由落体运动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律,以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。
2、说教学目标
根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征,拟确定如下的教学目标
(1)知识目标:通过实验观察、定义并理解自由落体运动的概念和做自由落体运动的条件,并能用ΔS=aT2和教材的闪光照片及数据表,确定出自由落体运动是匀变速直线运动。引出重力加速度的概念,并能导出公式vt= gt和h=gt2/2。
(2)实验目标:通过观察空气中的金属片、纸片、羽毛下落运动和毛线管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。 通过分析小球自由下落的闪光实验,学会物理实验数据处理与分析的方法。
(3)能力目标:培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力,使之会验证匀变速直线运动;通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式,培养分析、推理、综合的能力。
(3)德育和情感目标:通过教学,巩固学生对匀变速直线运动的认识,培养学生实事求是的科学态度。
3、说教学方法
(1)实验观察为了使学生更好的理解自由落体运动的概念,让学生观察金属片、纸片、羽毛在空气中的下落以及在毛线管内的“真空”中下落的现象,分析出在“真空”中物体下落快慢相同。
(2)实验研究为使学生判断出自由落体运动的性质,启发学生利用闪光照片以及数据表的实验数据,证明自由落体运动是匀变速直线运动。并利用匀变速直线运动的规律,启发学生推导出vt= gt和h=gt2/2的公式。
(3)讲练结合式在自由落体运动的规律应用上,让学生具体问题具体分析,不要死套公式,随时发现学生的错误,并引导分析错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。
4、说学法指导
“授之以鱼不如授之以渔”,“教是为了不教”。现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导。在本节的教学法中,要注意引导学生通过观察、分析、综合,自己得出结论,在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法,使学生受到学习方法的训练。
5、说教学程序
(1)复习提问:①匀变速直线运动的特点是什么?速度、位移公式是怎样表示的?板书:a恒定;vt= v0+at和s= v0t+at2/2。 ②怎样验证一个直线运动是一个匀变速直线运动?③板书:ΔS=aT2
(2)新课导入:提问:不同物体的下落运动,情况是否相同呢?(即重的物体下落快还是轻的物体下落快?)
演示1:纸片和金属球下落
学生:金属球先着地,纸片后着地。重的物体下落快。
提问:有没有轻的物体下落快的现象?
演示2:纸团和棉花下落
学生:纸团先着地,棉花后着地。轻的物体下落快。
总结:有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快。 怎样从道理上论证重的物体比轻的物体下落快是不对的?阅读教材P89伽利略的推理。 提问:为什么有时重的物体下落快,有时轻的物体下落快?演示3:纸团和金属片下落。
学生:纸团和金属片几乎同时着地。 物体越重,下落得越快是不对的。
提问:为何会出现这种现象呢?
引导:空气阻力的作用使问题变得复杂!
提问:我们应该怎样研究物体的下落运动?
引导:研究问题要从简单→复杂,因此先研究没有空气阻力时物体的下落情况(理想化模型)
演示4:在没有空气的空间里物体的下落软木塞、金属片、羽毛几乎同时着地。
学生:在没有空气的空间里,物体下落的快慢相同。
板书: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叫做自由落体运动。
结论1:不同物体的自由落体运动,它们的运动情况是相同的。
提问:自由落体运动是一种什么样的运动?匀速直线运动?匀加速直线运动?
学生:直线运动、初速度为零、变速。
提问:是不是匀变速直线运动?怎么证明?根据:ΔS=aT2 对闪光照片及数据表进行分析,使学生懂得如何处理实验数据。
结论2:自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。
结论3:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g来表示。 通常:g=9。8m/s2或10 m/s2,方向:竖直向下。
(3)推导学生根据匀变速运动的速度公式、位移公式推导出自由落体的公式,提问学生回答。 vt= gt h=gt2/2 vt2=2gh。
一、从部分到整体
例1一小球从某高处自由下落,在它落地前的最后1秒内通过的路程是全程的,如图1所示,求小球开始下落的高度和从开始下落到着地的时间.
解析:本题可以利用v——t图求解.如图2所示画出小球做自由落体运动的v——t图.线段OA、OB与t轴间的这两块三角形面积数值上分别等于小球在时间t和(t-1)秒内下落的高度H和H-h,根据相似三角形面积与对应边平方
成正比的道理,得:
即
则t=10秒.
点拨:通过表示自由落体运动的图象,我们能够清楚地看到物理量之间的关系,由此正确列式,解决问题.直线运动问题的解法较多,同学们在解有关问题时,不论题目运动情景千变万变,要注意发散个人思维,对一道题要尽可能从不同角度不同方位去思考,既要掌握最基本的解题方法,也要注意分析题目的特点,选用灵活巧妙的解题方法.
二、从整体到部分
例2从塔顶一金属球从静止开始下落,经过3秒钟落地,求:
(1)塔的高度?
(2)球落地时的速度?
(3)在下落的最后1秒内的位移是多大?(g=10 m/s2)
解析:忽略金属球所受的空气阻力,小球做自由落体运动,由自由落体运动的规律可得,小球3秒内下落的高度即塔高为:
落地速度为:
由自由落体运动的规律可得,求下落最后1秒内的位移可有多种方法,其中先求出前两秒下落的高度,再与总高作差较简单,如下:
前两秒下落的高度:
故小球在下落的最后1秒内的位移是:
Δh=h-h'=25 m
答案:(1)h=45 m (2)v=30 m/s(3)Δh=25 m
点拨:对于自由落体运动,一方面要搞清运动性质,另一方面,由它的运动性质所推出的一些结论性的内容作为经验也应该记下来.
三、生活中的问题
例3如图3所示,升降机以匀加速度a上升,当上升速度为v时,有一螺帽自升降机天花板上松落,已知天花板距升降机底面为h,求落至底面的时间.
解析:选升降机为参考系,螺帽受重力作用,相对加速度大小为g+a,竖直向下,相对运动可视为以g+a为加速度的自由落体,有,所以
点拨:看似复杂的运动,通过参考系的巧妙选择,就迎刃而解了.
例4如图4所示,长L=75 cm的静止直筒中有一不计大小的小球,筒与球的总质量为4 kg.现对筒施加一竖直向下,大小为21 N的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5 s时间,小球恰好跃出筒口.求:小球的质量.(g=10 m/s2)
解析:筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动,且加速度大于重力加速度;而小球则是在筒内做自由落体运动,小球跃出筒口时,筒的位移比小球的位移多一个筒的长度.
设筒与小球的总质量为M,小球的质量为
m,筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速度为零的匀加速运动,设加速度为a;小球做自由落体运动.设在时间t内,筒与小球的位移分别为h1、h2(球可视为质点),如图5所示.
由运动学公式得:
又有:L=h1-h2,代入数据解得:
a=16 m/s2
又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F,据牛顿第二定律:
F+(M-m)g=(M-m)a
得:
人教社1995年10月第2版1998年4月第3次印刷的高级中学课本《物理 第一册(必修)》对自由落体运动的定义: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.
人教社2000年2月第2版2001年4月第1次印刷的全日制普通高级中学教科书(实验修订本 必修)《物理 第一册》对自由落体运动的定义: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.
人教社2003年6月第1版2004年5月第4次印刷的全日制普通高级中学教科书(必修)《物理 第一册》对自由落体运动的定义: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.
人教社2004年5月第1版2004年7月第1次印刷的普通高中课程标准实验教科书《物理1 必修》对自由落体运动的定义: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.
现在我校高一级学生使用的是人教社编著的普通高中课程标准实验教科书《物理1 必修》,是2006年12月第2版2009年7月第7次印刷,教科书中对自由落体运动的定义如下: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.
从以上可以看出,至少15年以来,人教社出了5版高中物理教科书,但对自由落体运动的定义一直沿用1995年高级中学课本《物理 第一册(必修)》的定义,而且人教社教科书对自由落体运动的定义,似乎也影响了其它出版社的教科书.
广东教育出版社2004年6月第1版2004年6月第1次印刷的普通高中课程标准实验教科书《物理 (必修1)》对自由落体运动的定义:物体仅作重力的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.
上海科技教育出版社2004年6月编2007年5月修订的普通高中课程标准实验教科书《物理 共同必修1》对自由落体运动的定义:物理学中,把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.
所有出版社的教科书定义自由落体运动都说是“从静止开始下落”,但我认为这样定义自由落体运动是不严谨的,其原因分析如下.
1. 物理学中,何谓静止?2006年12月第2版2009年7月第7次印刷人民教育出版社编写的普通高中课程标准实验教科书《物理1 必修》第三章第7节——用牛顿定律解决问题(二)指出:“如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态”,“牛顿第二定律告诉我们,当物体所受合力为0时,加速度为0,物体将保持静止或匀速直线运动状态.因此,在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0”.从这两句可以得出,静止是指同时满足速度为0和加速度为0,只有速度为0,而加速度不为0 ,就不是静止.
2. 教科书所表述的自由落体运动必须同时具备两个条件:①全程(包含起点和终点)只受到重力,不受其它力;②从静止开始下落,即起点是静止的.
3. 从动力学方面分析定义:从条件②可知,物体在起点处于静止,即表示物体在起点处于平衡状态,由平衡条件可得,物体必须还受到一个大小等于重力,方向跟重力相反的外力,才能保证合力为0,这就是说,在起点不是只受到重力,这明显与条件①相互矛盾.
4. 从运动学方面分析定义:从条件①可知,物体全程只受到重力,即全程的加速度为g,也就包括起点和终点的加速度为g,而由条件②可知,起点物体是静止,即物体的加速度为0,故可以得出条件①和条件②互相冲突.
5. 从教科书过程分析定义:(以我校2009年高一年级学生使用的人教版教科书为例)教科书先叙述一重物挂在线上,把线剪断,在重力作用下,重物沿竖直方向下落;再叙述从手中释放的石块,在重力作用下也沿竖直方向下落;接着又安排演示实验,让金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球等放到抽出空气的玻璃筒中,当把玻璃筒倒立过来,观察物体下落情况;最后得出自由落体运动的定义.粗看这三个实验,以为物体从静止开始下落,细看却并非如此:第一个实验要细分为线剪断前和剪断后,线剪断前,重物还挂在线上,重物此时处于静止,线剪断后,重物就不是静止,而重物下落是从线剪断后开始下落,即表示重物不是从静止开始下落;第二个实验也要细分为释放石头前和释放石头后,释放石头前,石头还在手中,石头此时处于静止,释放石头后,石头就不是静止状态,而石头下落就是从释放石头后开始下落,即表示石头不是从静止开始下落;第三个演示实验,下落状态不明显,说从静止开始下落,显得武断而不严密.教科书在对自由落体运动下了定义以后,接着再演示用打点计时器测量重物下落的加速度,最后还加上一句“许许多多事实表明,自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动”,这更加使学生误认为静止就是初速度为0,延续了学生的错误思维,不利于学生认知的矫正和发展.
从以上分析可以看出,满足教科书自由落体运动定义的两个条件,相互矛盾、相互冲突,而且定义的过程不细化、不严密,故人教版对自由落体运动的定义是不严谨的.我认为自由落体运动的定义应该如下表述才正确:物体只在重力作用下,从速度为0开始下落的运动,叫做自由落体运动.这样的定义,指出自由落体运动必须同时具备两个条件是:①起点速度为0,而不是静止状态;②全程只受到重力,包含起点也只受到重力而不受其它力.从而不会出现自相矛盾,确保了对自由落体运动定义的正确性、严谨性和权威性.
“自由落体运动”是高中物理“物体运动”一章的内容,教材的
目的显然是把它作为匀变速直线运动的特例来处理。由于学生对重的物体下落得快、轻的物体下落得慢的印象很深,因此本节教材的重点和难点,在于不同物体下落的快慢是一样的以及不同物体在同一位置的重力加速度都是g。教材的思想体系是:
(1)通过毛线管(牛顿管)实验,证明在无阻力情况下物体下
落快慢相同,并观察其轨迹是直线。
(2)利用教材的闪光照片和数据表以及匀变速直线运动的研
究方法,确定自由落体运动是匀变速的。
(3)揭示重力加速度的概念,给出常用值。
(4)归纳出其运动性质和运动规律,并能运用。
因此,教材的主体思想是,经过实验及分析,学习自由落体运
动、重力加速度的概念以及自由落体运动的规律,以达到培养学生研究物理问题的方法和思维能力的目的。
2.说教学目标
根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征,拟确定如下的教学
目标
(1)知识目标:通过实验观察、定义并理解自由落体运动的概
念和做自由落体运动的条件,并能用ΔS=aT2和教材的闪光照片及数据表,确定出自由落体运动是匀变速直线运动。引出重力加速度的概念,并能导出公式vt=gt和h=gt2/2。
(2)实验目标:通过观察空气中的金属片、纸片、羽毛下落运
动和毛线管内“真空”中的金属片、纸片、羽毛下落运动,比较得出常见的轻、重物体下落快慢不同是空气阻力所致。
通过分析小球自由下落的闪光实验,学会物理实验数据处理与分析的方法。
(3)能力目标:培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力,使之会验证匀变速直线运动;通过分析、归纳出自由落体运动的速度、位移公式,培养分析、推理、综合的能力。
(3)德育和情感目标:通过教学,巩固学生对匀变速直线运动的认识,培养学生实事求是的科学态度。
3.说教学方法
(1)实验观察为了使学生更好的理解自由落体运动的概
念,让学生观察金属片、纸片、羽毛在空气中的下落以及在毛线管内的“真空”中下落的现象,分析出在“真空”中物体下落快慢相同。
(2)实验研究为使学生判断出自由落体运动的性质,启发
学生利用闪光照片以及数据表的实验数据,证明自由落体运动是匀变速直线运动。并利用匀变速直线运动的规律,启发学生推导出vt=gt和h=gt2/2的公式。
(3)讲练结合式在自由落体运动的规律应用上,让学生具
体问题具体分析,不要死套公式,随时发现学生的错误,并引导分析错误原因,把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来,巩固强化有关知识。
4.说学法指导
“授之以鱼不如授之以渔”,“教是为了不教”。现代教育更重视
在教学过程中对学生的学法指导。在本节的教学法中,要注意引导学生通过观察、分析、综合,自己得出结论,在其中渗透物理学的分析问题和解决问题的方法,使学生受到学习方法的.训练。
5.说教学程序
(1)复习提问:
①匀变速直线运动的特点是什么?
速度、位移公式是怎样表示的?
板书:a恒定;vt=v0+at和s=v0t+at2/2。
②怎样验证一个直线运动是一个匀变速直线运动?
③板书:ΔS=aT2
(2)新课导入:
提问:不同物体的下落运动,情况是否相同呢?
(即重的物体下落快还是轻的物体下落快?)
演示1:纸片和金属球下落
【教学结构】
本单元的重点内容是:
1.自由落体运动:自由落体运动和竖直上抛运动都是只在重力作用下的运动,其加速度为重力加速度g,只是初速度不同而已。自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,通常选竖直向下为坐标正方向其运动规律为Vt=gt、h•=12gt、Vt=2gh。自由落体是初速度为零的匀加速直线运动,它还有如下几个22特点。
(1)以运动初始时刻开始计时,若运动时间之比t1∶t2∶t3……∶tn=1∶2∶3……∶n,则位移之比S1∶S2∶S3∶……Sn=1∶4∶9……n如图37所示。
(2)以运动初始时刻开始计时,若取相等的时间间隔
t I: tⅡ: tⅢ: ……tN=1:1:1:1:……1,• 则相等时间间隔内的位移 之比s I: sⅡ: sⅢ:……sN =1:3:5:……(2n-1)如图38所示。
(3)以运动初始时刻开始计时,若取相邻的位移相等,s I: sⅡ: sⅢ:……sN =1:1:1:……1,•则在相等位移之内时间间隔之比
t I: tⅡ: tⅢ: ……tN=1:21: 32 :……nn1,如图39所示。
2.竖直上抛运动:竖直上抛运动是初速度竖直向上,加速度为g的匀变速直线运动。可以有两种方法认识和解决竖直上抛问题,其一是可把这一运动分为上升和下降两个过程,上升过程加速度与初速度方向相反,可按匀减速直线运动处理;下降过程加速度方向与运动方向相同,且初速度为零,可按自由落体运动处理。其二是把竖直上抛运动的上升,下落运动看成一个统一的运动。它是以抛出点为坐标原点,以竖直向上的初速度为坐标正方向,加速度竖直向下,大小为g的匀减速直线运动,•其运动规律为Vt=V0-gt,h=V0t-gt2、Vt2=V02-2gh。•这三个公式概括了
21竖直上抛运动往返的全过程,比较而言,第二种方法处理和解决竖直上抛问题更方便。
竖直上抛运动有如下几个标点(1)上升的最大高度H=V02/2g
(2)物体由抛出点上升到最大高度所需时时间t1与落回到抛出点所需时间t2•相等。并且可以推广到:物体上升过程中通过某一点,物体由这一点上升到最大高度所需时间,跟物体由最高度落回到这一点所用时间相等。计算可得t1=t2=v0/g,所以物体由抛出点抛出到落回抛出点总时间t=t1+t2=2V0/g。(3)物体落回抛出点的速度与抛出时的初速度大小相等、方向相反,即Vt=-V0。•并且可以推广到物体上升过程中通过某一点,物体上升的通过这点的,跟下落时通过这一点的速度也是大小相等,方向相反的。
竖直上抛运动的V-t图象如图40所示,0-t1时间内是物体上升过程,速度为正,•竖直向上由V0减到零,上升的最大高度可由阴影部分的三角形面积求得
H=S=12V0×V0/g=V022g。t1-t2时间内物体
是下落过程,速度为负值,与V0反向竖直向下,•由零到-V0。t1-t2时间内速度图象围成的三角形面积为负值,表示落下的高度,其数值为H=V02/2g,所以物体在t2时间落回到抛出点。竖直上抛运动,上升阶段,下落阶段的速度图象是同一条直线,斜率K=-g,所以竖直上抛运动是整体上是一个竖直向上的V0为正方向,加速度a=-g的匀减速直线运动。
【解题要点】
例1.一质点由A点自由下落,经过B点到达C点,已知质点经过B点时的即时速度是到达C点的速度的3/5,BC间的距离是80m,求AC间距离和到达C点的速度。
分析解答
质点做自由落体运动,V0=0、a=g是已知条件,AB、BC、AC•段的联系是加速度相同a=g,且VB=3Vc/5,SBC=80m。要求SAC和VC,选择包函V0、Vt,a,s没有t的公式Vt2=V02+2aS列方程求解即可,设AC间距离为h,质点到C点速度为V,•则AB段(3v/5)2=2g(h-80),BC段V2=(3V/5)2+2g80;AC段V2=2gh。三个方程中任意两个组成方程组即可求出AC间距离h=125m,质点到达C点速度大小V=50m/s。
点评: 自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动,V0=O,a=g是两个已知条件,只要按上节解决匀变速直线运动的方法,对分析自由落体问题是简单易解的。
例2.一物体从36m高处自由下落,这个高度分成三段,每段用的时间相等,•则每段高度从上到下依次是 m,m和 m。
分析解答:本题可用两种方法求解,其一是按匀变速直线运动规律求解。设从上到下三段高度分别为h1、h2、h3,每段时间为t,总高度为h,如图41所示,则h•=-gt2 , 2112g(3t)2,h1=
12gt2 , h2•=
12g(2t)2
h3•=12g(3t)2-12g(2t)2.,解得h1=4m,h2=12m,h3=20m。
其二,由于自由落体是初速为零的匀加速直线运动,可按其特点去求解,由运动开始时刻开始计时,在连续三个相等的时间内,其位移之比是S1∶S2∶S3=1∶ 2 3∶5,三段总位移是36m,则h1=h3=361355=20m。
361351=4m,h2=
361353=12m•,点评:初速度为零的匀加速直线运动,有其特殊规律、掌握其特点,用其特点解题很方便。
例3 当向上的升降机离开地面60m时,从升降机里掉下一物体,经过4S,物体落到地面,那么当物体离开升降机时,升降机的速度为。
分析解答:物体随降机上升到离地面60m时掉下,此时升降机在向上运动,•有竖直向上的速度,物体也有竖直向上跟升降机大小相同的速度,所以物体离开升降机后做竖直上抛运动,物体竖直上抛的初速度就是物体离开升降机时,升降机的速度。物体离开升降机到落回地面,可按竖直向上的匀减速直线运动和上升到最高点后自由落体去计算。设物体上抛初速度为V0,上升到距抛出点的最大高度H=V02/2g——① 上升时间t上=V0/g——② 物体从最高点下落到地面是自由落体运动。
2H+60=gt下/2——③ t上+t下=4——④ 把①②③式代入④式,可得出V0=5m/S。
物体做竖直上抛运动,还可把它上升和下降两段运动看成一个整体去计算。选离地面60m高处为坐标原点,竖直向上为正方向,整个运动的加速度a=-g,4s•后落回地面时的位移S=-60m。如图42所示。
根据s=V0t-12gt2 ,-60=4×V0•12104 可得出V0=5m/S。
2
点评:求解竖直上抛运动的两种方法相比较,还是把竖直上抛运动看成一个整体运动求解更简便。把竖直上抛运动看成一个整体运动时,是选抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,加速度a=-g的匀减速直线运动。
例4:在20m高处以初速度15m/s竖直上抛一物体,不计空气阻力,g取10m/s2,则物体离抛出点10m时,所经历的时间是()
A.1s B.2s C.3s 4.3.56s
分析解答:竖直上抛运动是以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,加速度a=-g的匀减速直线运动。离抛出点10m,可能在抛出点正上方,位移为正,S1=10m。•也可能在抛出点下方,位移为负,S2=-10m,求物体经历的时间,可选用S=V0t-12g(2t)2 的公式。当物体在抛出点正上方时,有10 =15t-10t2,求得t1=1S、t2=2S两个答案,这两个答案都符合题意,因为物体做竖直上抛运动,物体有上升时运动到距抛出点上方10m处和下降时距抛出点上方10m处两种情况,对应两个时间,故A、B选项都正确,当物体在抛出点正下方10m处时,有-10=15t-212
10t,求得t3=3.56S和t4=-0.56S。t4不符合题意,舍去,D选项也正确。
点评:竖直上抛的物体,当它的位移为正时,也就是它运动到抛出点正上方某点时,可能是上升过程中经过该点,也可能是下落过程中回到该点,故应对应两个时间,两个速度,这两个速度大小相等,方向相反,竖直上抛物体回到抛出 点后,仍要继续向下运动,此后物体的位移在抛出点正下方,为负值,故只能对应一个时间,一个速度,速度为负值,表示方向向下。
【课余思考】
竖直上抛运动有上升和下落两个阶段的运动,能否把这两段运动看成是一个整体运动?怎样理解竖直上抛整体是一个运动。
1.甲物体的重力是乙物体重力的5倍,甲从Hm的高处自由落下,乙从2Hm•高处自由落下,则下列说法中正确的是()
A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的速度大。 B.甲、乙两物体下落相同的距离时它们的速度相等。、C.甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2。 D.甲落地时,乙距地面的高度为Hm。
2.一个物体从H高处自由下落,其时间为达到落地时间一半时,下落高度为()A.H/2 B.H/4 C.H/8 D.H/12 3.竖直上抛运动中,当物体达到最高点时() A.速度为零,加速度也为零 B.速度为零,加速度不为零 C.加速度为零,有向下的速度 D.有向下的速度和加速度
4.一物体以v0=20m/S的初速度竖直上抛,当其速度大小变为10m/S•时所经历的时间可能是()
A.1s B.2s C.3s D.4s
5.甲、乙两球,甲球在地面,乙球在距甲球高为h的正上方,在同一时间,•甲球以初速度v0竖直上抛,乙球自由下落,那么它们能在空中相碰的条件是()
A.V0C.V02gh B.V0gh
gh/2 D.V00
参考答案:1.B、D; 2.D;3.B;4.A、C;5.C。
一 教材分析
《自由落体运动》物理必修1第二章第五节的内容,是匀变速直线运动的一种特例,通过对自由落体这种常见的特殊的运动的研究,既能复习和巩固前面的知识,加强课本与实际生活的联系,又能通过在授课过程中讲授研究问题的基本思路和科学方法,为以后研究更复杂的运动规律打下良好的基础。
二 教学目标
1.知识目标
(1).理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件(2).理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向 2.过程与方法
教法:本节采用启发式教学为主,结合实验、讲解、讨论、探究,多媒体展示等多种方法辅助教学。
学法: 学生在我所创设的物理环境中,通过观察、实验、归纳等活动主动获取必要的感性认识,充分发挥学生的主观能动性。
通过以上教法与学法,使学生实现从“学会”到“会学”的转变,从“要我学”到“我要学”的转变,使学生真正成为课堂的主体。培养学生观察实验、分析、归纳的能力以及养成积极研究探索的习惯 3.情感态度与价值观
(1).让学生学会互相交流,提高他们的合作意识与能力
(2).知道实践出真知,通过实验养成去伪存真的严谨科学态度。
三 教学重难点
教学重点:自由落体运动的概念、性质、规律和重力加速度
教学难点:对物体下落快慢与物体轻重无关的理解和探究自由落体运动性质的过程
四 教学过程
教学过程我又把它分为复习提问、新课引入、新课教学、课堂总结四个步骤 首先,复习提问,提问学生两个问题,让他们带着问题走进课堂。提问学生:匀变速直线运动的规律和做匀变速直线运动的物体在连续相等的时间内通过的位移之差有什么特点
学生通过回忆以前的知识,得出
vv0at匀变速直线运动的规律:
xv0tat2 2 v2v022ax在连续相等的时间内通过的位移之差;
接下来,新课引入
分四个同学为一组,给每一组提供面积相同的一枚硬币和一张纸片、轻的纸团,稍重
XaT 1 的两张纸片,让他们利用这些器材做以下三个实验,当他们每做完一个实验,我都会让他们说出观察到的实验现象和猜想的结论
a.让学生把面积相同的一枚硬币和一张纸片在同一高度同时释放 现象:硬币先落地,纸片后落地
结论:中的物体先落地,轻的物体后落地
b.让学生把轻的纸团和一张稍重的纸片在同一高度同时释放 现象:轻的纸团先落地了,稍重的纸片才落地 结论:物体下落快慢与物体的轻重无关
c.让学生把一张稍重的纸片揉成一团与另外一张完全相同的纸片的同一高度同时释放 现象:揉成一团之后的纸片先落地
结论:空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素 下面进行新课引入
提问学生,为什么以上三个实验会得出不同的结论呢?
为了探究这个问题,我们引入牛顿管实验,简单的向学生介绍一下牛顿管,牛顿管一端是封闭的,另一端有开关,通过这个开关就可以控制牛顿管里面空气的多少,通过多媒体展示,让学生观察实验现象
(1)当没有抽掉空气的时候,轻的物体下落的速度比重的物体慢
(2)当抽掉部分空气的时候,轻的物体下落的速度加快,但仍然比重的物体满(3)当抽成真空的时候,轻重不同的物体下落的速度一样快
引导学生通过观察实验对比分析、让他们认识到在日常生活中我们观察到轻重不同的物体下落的速度不同,是由于受空气阻力的影响
通过以上的实验,引导学生归纳出自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件 概念:物体只受重力作用,从静止开始下落的运动,就叫做自由落体运动。引导学生从概念中推出条件
条件:物体只受重力作用
从静止开始下落
进一步提出问题:自由落体运动究竟是一种什么样的运动,它的运动规律又是怎样的?
为了探究这个问题,通过多媒体展示,展示一个小球自由下落时的频闪照片,学生通过观察得出两个特点
小球在自由下落过程中它的运动轨迹是一条竖直的直线 小球在连续相等的时间内通过的位移越来越大
由这两个特点,引导学生推出,自由落体运动是加速直线运动 那究竟是不是匀加速直线运动呢?
学生提出假设,自由落体运动时匀加速直线运动
引导学生利用照片上的数据来进行验证,让他们自己分析处理数据 此时并不急于告诉他们结论
学生在教师的指导下,通过分组、分析处理数据,得出:在误差允许的范围内,自由落体运动是匀加速直线运动
由以上的知识引出重力加速度
概念:在同一地点一切物体在做自由落体过程中,有一个相同的加速度,这个加速度就叫做自由落体加速度,也叫重力加速度 方向:竖直向下
大小:与维度有关,在一般的计算中取9.8m/s2,在粗略的计算中取10m/s2 学生可以通过阅读教材44页,了解地球上一些不同地点的重力加速度 有以上的知识,引导学生归纳出自由落体运动的特点和规律
特点:只受重力作用
初速度为零
做匀加速直线运动 我们刚刚推出,自由落体运动是匀加速直线运动
引导学生根据匀变速直线运动的规律推出自由落体运动的规律
1规律: vgthgt2v22gh最后进行课堂总结 2 通过对自由落体运动和重力加速度的学习,设计了一道相关的作业题,让学生对以上的知识进行巩固
一钢球离地面125米高处,从静止开始下落,求(1)钢球自由下落的时间
(2)钢球刚要落到地面时的速度
(3)钢球落到离地面10米高处时的速度
五 教学反思
通过以上的过程设计,我预计可以达到以下效果,能够充分的培养学生的实验能力和观察能力,在探究规律的过程中能够培养学生的思维能力。在授课过程中学生在理解物体下落快慢与物体轻重无关和空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素的时候有些困难,为了能够让他们理解并掌握这些难点,我设计了直观易懂的实验,让他们自己做实验和观察实验现象,并在教师的指导下得出正确的结论,充分实现教师主导,学生主体的地位,从而实现本节课的教学目标。
提高课堂教学的有效性, 一直是我们关注的问题, 新的课程理念倡导“以学生为本”, “物理课程必须倡导学习的自主性、探究性、合作性, 让学生主动参与学习, 体验感悟科学探究的过程和方法”。
本节课试图从已有的物理知识和生活中的物理现象出发, 通过比较、分析推理、归纳与综合等科学方法的渗透, 构建学生主动参与、积极探究的课堂氛围, 让学生在彰显科学方法中获取物理知识, 从而提升课堂教学的有效性。
二、教学过程
1. 导入新课。
在前面, 我们学习了匀变速直线的规律及其应用, 今天, 我们来研究一种特殊的直线运动——自由落体运动。
2. 新课教学。
(1) 不同物体从同一高度自由下落时运动情况的比较。
演习实验粉笔头和大小差不多的纸片从同一高度自由下落, 可观察到什么现象?
生:粉笔头下落得更快。
师:粉笔头和纸片相比, 哪个重?
生:粉笔头更重。
视频面积差不多的海绵和保龄球同时从8楼自由下落, 观察结果。
引导学生观察后, 老师总结:通过以上观察, 我们似乎可以得到这样一个结论:物体下落的快慢与它的重力有关, 重的物体下落得更快。2300多年前古希腊著名的学者亚里士多德通过对日常现象的观察就得出了这样的结论。这个观点是否正确呢?
(2) 对比实验。
(1) 牛顿管实验。
把铁片和纸片放在牛顿管中, 把牛顿管迅速由水平位置转到竖直位置, 观察现象。
生:铁片下落得更快。
用抽气机给牛顿管抽气后重复上述实验, 观察现象。
生:铁片和纸片几乎同时落到管底。
引导分析得出, 管内空气稀薄, 不同的物体在下落时几乎不受空气阻力, 因而下落快慢几乎相同。
(2) 体积相同的铁球和铝球从同一高处自由下落, 观察现象。
生:两球同时落地。
引导分析得出, 由于两球重力远大于空气阻力, 两球同时落地。
师:如果没有空气阻力, 不同物体从同一高度自由下落, 结果会怎样?
生:物体下落快慢应该完全相同, 同时落地。
师:早在17世纪, 意大利著名的物理学家伽俐略就指出:亚里士多德的观点是错误的。伽俐略不迷信权威, 坚持自己的观点:若没有空气阻力, 任何物体从同一高度自由下落的快慢程度是相同的。
由此可知: (1) 空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素;
(2) 在没有空气阻力时, 从某地任何物体自由下落的运动情况都相同, 与物体所受重力的大小无关。
自由落体运动的定义:
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。
在空气阻力远小于物体的重力时, 可忽略空气阻力, 物体从静止开始下落可看做自由落体运动。
3. 自由落体运动的性质。
师:由实验可知, 自由落体运动是加速直线运动, 那么它是匀加速直线运动还是变加速直线运动呢?在伽俐略所处的时代, 由于科学技术不够发达, 伽俐略无法直接进行研究, 只能凭借自己超凡的数学能力推导出自由落体运动是匀加速直线运动, 而在今天我们可利用频闪照相的技术和打点计时器来进行研究。
多媒体展示频闪照片并作简要的介绍, 提问:我们该如何利用频闪照片来探究自由落体运动的性质呢?
组织学生讨论分析后得出:若小球在相同时间间隔内的位移差△s相等, 便是匀加速直线运动, 反之, 则为变加速直线运动。
师:若为匀加速直线运动的话, 能不能据此照片求出物体运动的加速度?
引导学生分析讨论得出:由。
4. 分组探究活动。
师:咱们学校有没有频闪照相机?
生:没有。
师:我们能不能利用实验室中现有的实验器材来研究自由落体运动呢?
引导学生讨论得出:打点计时器具有频闪照相相似的功能, 可用来研究自由落体运动。
分组探究:用打点计时器探究自由落体运动, 并求自由落体运动的加速度。
师:这个加速度为自由落体加速度, 也叫重力加速度, 用符号g表示。由于一切物体从同一高度自由下落时的运动情况都相同, 由可知, 在同一地方, 一切物体的重力加速度都相同。
由以上可知:自由落体运动是初速度为零, 加速度为g的匀加速直线运动。
重力加速度的特点:
让学生查看课本上重力加速度的表格后得出:同一地方的重力加速度相同, 不同的地方, 随纬度的增加, 重力加速度逐渐增大。
重力加速度的方向:竖直向下。
5. 自由落体运动的规律。
师:自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动, 那么你能推导出自由落体运动的规律吗?
(匀变速直线运动的特殊规律在此全部适用)
三、案例总结
苏联教育家列尔耐尔认为:“问题教学的本质在于学生由教师经常引入寻求有根据地解决对他们来说是新问题的办法的过程,由此他们就学会独立地获取知识、运用原先学过的东西和掌握从事创造性活动的经验.”苏联教学论专家马赫穆托认为:“问题教学是一种发展性教学,在这种教学中学生经常独立探索活动同他们学习现成的科学结论结合在一起,而教学方法体系的建立要考虑问题目的和问题原则.问题教学是现代发展性教学体系的主导因素.”
在他们看来,问题教学本质特点是:(1)问题教学是教师引导学生发现问题和解决问题的过程;(2)强调学生的独立性;(3)强调学生的创造性.
根据现代认知理论,物理课堂的教学过程应该是通过不断地提出问题并解决问题的方式来获取新知识的过程,课堂教学中的问题应是师生课堂交流的产物.只有这样的问题,学生对之才更具好奇心、求知欲,才能反映教学的实际.学生的学习方式要从被动型转变为主动型,课堂内的活动层出不穷、问题千奇百怪,从而使课堂教学具有不可预料性.教师在课堂上不仅是问题的提出者,更是各种教学情境的创设者,将学生置于研究者、探索者的位置,让学生通过思考,提出新问题、通过互相交流、合作探究等活动来获取知识.
2 “自由落体运动”运用“问题解决”教学模式可行性分析
“自由落体运动”是在学生学习了运动学知识后编排的,是匀变速直线运动的特例.通过对自由落体这种常见的、特殊的运动的研究,一方面是对前面知识的复习和巩固,同时也加强了课本与实际生活的联系;另一方面通过本节课学习,让学生体验研究物理问题的基本思路和科学方法,为以后研究更复杂的运动规律打下良好的基础.本节课是本章知识的复习课,培养学生思维的研究课,联系生活的应用课,也是后续课程的铺垫课,故本节课在本章中具有重要的地位和作用.通过前面知识的学习,特别是学习了用打点计器来测量匀变速运动的加速度后,学生具备了探究自由落体运动规律的能力,可在对其运动规律的教学环节中采取师生合作的探究式教学.
师生合作探究式教学的主要方法是有意识地创设情境,预[HJ1.45mm]设实验,通过提出富有启发性的问题,将学生引入情境之中,激发起学习的动机,在实际教学过程中生成问题,调动学生学习兴趣,真正解决问题.
本节课的关键是合理创设情境,不仅起到组织教学的作用,而且能使学生增强动手能力,还物理学的本来面目,产生浓厚的学习兴趣.因此,通过实验来创设情境,提出问题,引起观点冲突,进而提出新问题,最终解决所有问题,得出物理规律是本课的流程.按照“培养有创新能力、实践能力的人才”要求,本课如何进行实验设计呢?可创设哪些问题情境?要达到什么样的效果?又如何提出有价值的问题呢?
3 “问题解决”教学模式实际设计方案
3.1 创设情境,引入课题
情境1 救灾时,飞机上同时投下救灾物品和宣传传单,哪一个先落地呢?
有的学生看过电视画面,也有生活常识,学生回答都很踊跃,课堂气氛活跃.
再让学生进行课堂问题生成:学生会提出若干种两个物体的落地实验.比如,若是一个同样大小的硬纸片和硬币同时从同一高度落下,谁先落地呢?
最后让学生分组合作,做一个硬纸片,让硬纸片和硬币从同一高度同时落下,实际观察.结果是硬币先落地,硬纸片后落地.
得出明确结论:重的物体先落地,轻的物体后落地.
向同学们说明:两千多年前,古希腊最伟大的哲学家、科学家和教育家亚里士多德也持有这一观点.但这个结论是否正确呢?
3.2 创设情境,制造悬念
学生对刚才的实验事实确信无疑,进一步创设如下情境.
情境2 两个半径相同的铁球和橡胶球同时下落,哪一个先落地?
有的学生认为与刚才一样,有的学生看过这方面书的,说是同时落地.
实验是检验真理的唯一标准,让我们再来做一个演示实验.让半径相同的铁球和橡胶球同时从较高的高度同时落下,结果是两球同时落地,与日常观察到的现象和刚才的实验现象相反.
课堂问题生成:学生根本就不能准确判断是哪个球先落地,如何来进行观察呢?
可以让学生讨论,最后的结果是用眼睛看两球是否同时落地比较困难,可转化为听声音的方法,要在地上垫一块钢板.
通过创设前面两个情境,得出完全相反结论,在内容和学生心理之间制造一种“不协调”,将学生引入与物理问题有关的情境中,造成悬念,使学生产生探索的欲望,处于欲罢不能的状态.
3.3 创设情境,探究原因
情境3 取两张相同规格的白纸,一张揉成较紧的团,一张稍微揉一下,让他们同时从同一高度同时下落,结果如何?
让学生亲自探索,结果是前者先落地,后者后落地,现象十分明显.
引导学生思考、讨论:能不能用不同规格的纸张呢?
学生讨论后教师总结到物理实验常用的方法——控制变量法上来.
再提问:两个物体是否同时落地,是看它们的重力吗?
引导学生分析,研究对象的质量一样,重力也一样,显然不是.
最后提问:哪是什么原因使两个纸团不同时落地呢?
学生实际操作、讨论后得出:两纸团重力一样,环境一样,只是两者的表面积不一样,从而得出两物体在空中不同时落地的原因是两者阻力不一样的结论.
3.4 创设情境,验证推断
提问:如何来验证重物下落不同时是因为阻力的原因呢?
引导学生分析得出:要做同样物体的有空气和无空气情况下落的对比实验.
情境4 用钱羽管做演示实验.先让管内充满空气,当管子迅速倒转时,小铁块迅速落地,而羽毛飘飘悠悠,经过好长时间才落地;再抽去管内空气重做一次实验,结果是轻重物体同时快速落地.
当学生看到羽毛和小螺丝同时落地时,很是惊讶,实在不敢相信这个事实,从学生的脸上明显看出有进一步探索的欲望.
还可以再打开阀门,放进空气再做一遍,增加对比性.
通过对比观察,可明显看出阻力对实验的结果影响很大.
进一步提问:能不能选择一个更好的地方,在大范围内做这个科学实验,让人更信服呢?
学生充分讨论:最终得出在月球上做这个实验,没有阻力,可以在更高的高度做这个实验,在较长的时间两球落地时间都是相同的.可以播放阿波罗15号宇航员在月球上做落体实验的视频,并鼓励学生有朝一日也能上登上月球亲自做一下这个实验.
3.5 创设情境,得出规律
得出自由落体运动规律,是本节课的核心实验.
让学生发挥想像,回忆刚学过的知识,师生共同设问:如何设计实验探究自由落体运动的规律呢?
学生可能会提出运用频闪照相,运用DIS数字化实验系统,运用数码摄像机等等方法.
情境5 选择一种简洁的做法,让重物拖一条纸带作自由落体运动,使用电磁(或电火花)打点计时器打出一条纸带,通过处理纸带来研究自由落体运动的规律.这也是学生刚刚学会的方法.
提问:如何确定重物的运动性质呢?
学生回答:比较Δs(相同时间内相邻间隔位移差)是否为一定值.
提问:如何更直观看出呢?
引导学生将纸带取相同时间(如取5个计时间隔,即 0.1 s)剪断,竖贴在坐标纸(事先制作,尺度要大)上,应用实物投影,结果明显看出:开头几个相同时间间隔内的位移之比是为1∶3∶5∶7,进一步证明了:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
提问:如何求出自由落体运动的加速度呢?
仍应用实物投影,用刻度尺量出Δs的长度,根据公式Δs=aT2,算出重力加速度的值.
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