第一篇:自由落体教案
《自由落体运动》教案
孙耀云
【教学目标】
一
知识与技能
1、知道什么是自由落体运动,理解它是初速度为零的匀加速直线运动。
2、理解自由落体的加速度,知道它的大小、方向,了解它的变化。
3、掌握自由落体的规律,并能用它解决实际问题。二
过程与方法
1、通过演示实验让学生从观察实验中分析、归纳出自由落体运动的特点,培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力,培养学生概括物理概念、归纳物理规律的能力。
2、通过实验探究自由落体运动的性质和规律,培养学生运用理论与实验相结合方法解决问题的能力。三
情感态度和价值观
1、通过演示实验和学生分组实验,培养学生严谨的科学态度,激发学生认识自然、主动探究科学的热情,并使学生学会交流与合作。
2、通过对自由落体规律应用,使学生认识物理学对现代文明的重要作用,进而对科学产生亲近感,对物理产生浓厚的兴趣。
【教学重点】(1)自由落体运动的性质。
(2)对不同物体自由下落的加速度都是g的理解。
突破方法:学生亲自动手实验,得出自由落体的的运动性质,在此基础上计算出加速度g,得出不同物体自由下落的加速度都是相等的结论。
【教学难点】 物体下落的快慢与物体所受重力无关。
突破方法:由于学生对重的物体下落快、轻的物体下落慢的印象深刻,因此课堂上引导学生自己设计实验,逐步纠正以往错误观点,帮助学生建立正确的观点。
【教学方法】 以探究式为主,结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等
【教学用具】纸片若干张、打点记时器、多媒体课件等 【课时安排】 1课时
教学过程 一 诱思探究
用flash模拟1991年5月11日《北京晚报》报道的一则新闻:一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口跌出的孩子。
师:看到此惊险的一幕,同学们对青年的救人事迹表示情感共鸣的同时,能否用科学的观点去解释小孩的被救? 生:讨论、交流。
师:通过今天这节课的学习,你们就可以解决这个问题了。二 探究学习
1、自由落体运动模型的探究
(1)物体落体运动快慢的决定因素
师:展示两幅图片,要求学生认真观察:露珠、苹果的运动存在哪些共性?如果让它们同时从树上掉下,哪个先落地? 生:发表自己的观点。
师:如果现在提供轻重不同的两个物体,你们认为,应该是重的物体下落快还是轻的物体下落快?
能否用实验来证明你们的观点。
提供的实验器材有:光盘、与光盘形状相同的纸片若干张
生:甲:演示
将光盘与纸片同时从等高处释放
现象
光盘下落快
结论
重的物体下落快
乙:演示: 将纸片揉成团,与光盘从等高处释放
现象: 纸片先落地
结论: 轻的物体下落快
丙: 演示: 取两张纸片,将其中一张纸片揉成团,将它们从等高处
同时下落
现象: 纸团先落地
结论: 并非重的物体下落快
师:为什么会产生这样的现象呢?
生:可能是空气阻力的原因。
师:如果没有空气阻力,将会怎样呢?
生:不同物体下落快慢一致。
师:现在我们一起来做实验,验证你们的猜想正确与否。
演示: 牛顿管实验
现象: 在真空环境中,铁片、羽毛同时落到管底;
有空气进入时,铁片比羽毛先落到管底。
实验表明:在没有空气阻力时,任何物体下落都一样快,与物体的重量无关。
(2)自由落体运动
定义: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。条件:a、由静止开始下落
b、下落过程中只受重力
师:自由落体运动只能在没有空气的空间才能发生,在现实生活中,它是一种理想化的物理模型,但它还是有实际意义的。在有空气的空间,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略,物体的下落也可近似看做是自由落体运动。例如:粉笔头的下落。
2、自由落体运动性质的探究 师:自由落体运动是加速运动,但它是匀加速还是变加速呢? 生:猜想
师:同学们能否设计实验来验证自己的猜想吗?
生:以小组为单位,先单独思考,后组内讨论再课上交流,汇报实验方案。
方案一:用光电计时器,测出小球自由落体时经过不同位置时的时间和位移,分析位移和时间的关系得到结论。(受到教材p44“做一做”启发设计而成)
方案二:用打点计时器,分析纸带上各点的分布情况得到结论。师:这节课我们就用打点计时器来探究物体自由落体的性质。生:动手实验、测量并处理数据。
甲:
x = 恒量
乙:
x1 :x2 : x3 : x4 :x5 = 1 : 3 : 5 : 7 : 9
得出结论:自由落体运动是匀加速直线运动
师:提供另一种实验方案——频闪照相,由于实验条件的限制,只通过课件了解有关频闪照相的原理及实验过程。
3、自由落体加速度的探究
师:根据刚才测得的实验数据我们能否计算出自由落体的加速度值。生:计算加速度大小并汇报计算结果。
师:计算结果不难发现,在误差允许的范围内,计算值应该是相同的。师:你们认为自由落体的加速度跟哪些因素有关?组织学生阅读书本表格。
生:分小组讨论、交流、发表意见。
师:归纳总结:同一地点,一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度(free-fall acceleration),也叫重力加速度(gravitational acceleration)用g表示,方向竖直向下。
地球上不同纬度,g值不同,通常的计算,g值可取9.8m/s2或取10m/s2,本书中,如果没有特别说明,都按g=10 m/s2进行计算。
为什么不同纬度重力加速度不同?大胆猜想,课后可以查找有关资料,了解和尝试解释。
4、自由落体运动规律的探究
师:引导学生通过“匀变速直线运动的规律”类比,启发学生推导“自由落体运动”的规律。生:推导公式
师:归纳:速度公式:vgt
位移公式:x12gt 2位移、速度关系式:v22gx 师:接下来我们对自由落体运动规律加以应用。
展示课本“做一做”中有关测定“傻瓜”照相机的曝光时间问题。请同学们根据提供的数据计算“傻瓜”照相机的曝光时间。生:计算,得出该“傻瓜”照相机的曝光时间约为0.02s。
三 课堂小结
这节课主要通过对落体运动的体验,建立理想化的物理模型——自由落体运动,并通过实验探究了自由落体运动的性质,推导出运动规律,要求学生能灵活应用。
四 探究作业
1、教材P47 第2、4 题
2、做一做:一深井中有少量水,请你利用自由落体规律设计一种测量井深的办法。
五 板书设计
定义: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。
性质:是初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体运动重力加速度大小:一般g = 9.8m/s2或g = 10m/s
方向:竖直向下 速度公式:vgt
规 律位移公式:x12gt 2 位移、速度关系式:v22gx
第二篇:自由落体教案
08物本(1)080501145 陈武凡
“自由落体运动”教案
第3章第3节
一、教学目标
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初速度为零的匀加速直线运动。
2:知道什么是自由落体的加速度,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。
3:掌握资源落体运动的特点和规律。
4:初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。
二、教学重点
1:自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2:掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
三、教学难点
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
四、教学方法
体现新课程的理念,实验参与与自由讨论相结合,并在体验中掌握学习方法
五、教学仪器
多媒体课件、牛顿管、小纸片、打点计时器、铁架台、纸带、质量不同的重物等。
演示实验1: 观察质量不同的重物下落快慢
将形状大小相同的金属片与纸片从距离地面同高度由静止开始同时释放,二者是否同时落地?
学生猜想:金属片先落地。
学生分析原因:
1、金属片比纸片重下落得快。
2、纸片受阻力比金属片的大,纸片下落得慢。
演示实验2:将纸片揉成纸团后重复上面的探究实验,二者是否同时落地? 学生猜想:金属片先落地。
实验现象:金属片比纸片先落地,但与纸团下落的时间大大缩小。
学生分析原因:纸团受阻力大大减小,所以纸片下落的时间与金属片下落的时间大缩短。提问:通过演示实验,物体下落快慢与质量有关吗?
学生分组进行实验探索,最后请同学演示,并说明实验现象,得出结论:物体下落快慢与质量无关。
多媒体演示:
比萨斜塔实验。
观察现象:轻的物体和重的物体,同时落地。总结:物体下落快慢与物体的质量无关。进一步思考:如果没有空气阻力的影响,物体下落快慢如何?
演示实验2: 牛顿管实验
(1)当管中有空气时,不同物体下落快慢不同。
(2)将管中空气抽干净后,不同物体下落快慢相同。
学生分析原因:影响物体下落运动快慢的因素是空气阻力,没有空气阻力时,只在重力作用下轻重不同物体下落快慢相同。
自由落体运动的性质 1:请同学们根据所学过的知识进行假设猜想
2:自由落体运动是否是匀加速直线运动?如果是如何验证? 实验探究,寻求规律 请同学们根据实验器材设计合理的实验步骤,实验数据记录表格,验证猜想。
数据处理,作出v-t图像
指导学生回顾初速度为零的匀加速直线运动的规律:
速度V=at,位移S=1/2gt2。
实验结果:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
自由落体的加速度
在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度方向g总是竖直向下
不同的地理位置,重力加速度大小不同,利用自由落体仪测出当地重力加速度,并指导学生看课本中的表格 课堂小实验
请一位同学与你合作,让他用两个手指捏住长尺上端,你的拇指与食指拳曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺,见下图).当他一松手、尺子开始下落时,你立刻把尺握住.记下握住尺的位置,读出尺下落的高度,就能算出你的反应时间,你想知道这样做的原理吗? 巩固练习
有一种“傻瓜”照相机,其光圈(进光孔径)随被拍摄的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是固定不变的.为估测该照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如下图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹. 已知每块砖的平均厚度为6cm.拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约2m,怎样估算这个照相机的曝光时间?
分析:石子下落可简化为如图所示:由自由落体运动规律可得:
h12gt2(hh)12g(tt),则可求出曝光时间2t
解析:石子做自由落体运动,它留下的径迹AB的对应运动时间即为曝光时间。设开始下落点为O,由照片可发看出AB长对应两块砖的厚度,即AB=6×2cm=0.12m,OA=2.0m,故OB=2.12m,由h2OAg221012gt2知,从O至A和从O至B所用时间分别为
2OBg22.1210tAs0.63stBs0.65s
所以曝光时间为ttAtB0.02s
课堂小结:自由落体运动
一、自由落体运动的概念:
物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
二、自由落体运动的性质:
初速度为零的匀加速直线运动。
三、自由落体运动的加速度:
1、在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,叫做自由 落体加速度,也叫重力加速度。
2、重力加速度变化规律:在同一地点重力加速度g的大小是相
同的,在不同的地方,g的值略有不同.
(1)纬度越大的地方,g越大.(2)高度越高的地方,g越小.
3、常取g=9.8m/s2
4、重力加速度的方向总是竖立向下的。
四、自由落体运动的基本公式:
12vgthgt2v2gh2
第三篇:自由落体教案
“自由落体运动”教案
第3章第3节
一、教学目标
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初速度为零的匀加速直线运动。
2:知道什么是自由落体的加速度,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。
3:掌握资源落体运动的特点和规律。
4:初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。
二、教学重点
1:自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。2:掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
三、教学难点
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
四、教学方法
体现新课程的理念,实验参与与自由讨论相结合,并在体验中掌握学习方法
五、教学仪器
多媒体课件、小纸片、纸带、质量不同的重物等。
六、教学过程
一、导入
[演示]将粉笔头从高处释放.[提问]观察到运动的特点? 竖直下落
今天我们就来深入认识这一类运动——自由落体运动.
1.自由落体运动
(1)物体自由下落的快慢的决定因素
[演示]让一个纸片与小钢球同时自由下落,可看到什么现象? 生:钢球落得快
师:对,这就是我们的生活经验——重的物体下落的快,这也是公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德最早阐述的影响人们两千多年的看法.但是实际上这个说法是错误的.同学们可能也听说过著名的比萨斜塔实验,这个由伽利略做的实验就是研究这个问题的,并且他还用归谬法、数学推理都证明亚里士多德观点的错误.[演示]把刚才的纸团揉成团,和小钢球同时落下,同学们再观察.生:几乎同时落地.
师:为什么同一纸片,形状不一样,其下落快慢不同呢?
生:这是空气阻力的影响.揉成团的纸团比纸片所受阻力小得多,所以与钢球几乎同时落地.
[演示]牛顿管实验.
[说明]该实验不事先抽气,让同学参与,自己得出在牛顿管中由于抽气而使物体在下落时不受空气阻力.
生:牛顿管中的羽毛、粉笔头、纸片、硬币同时落下,同时落到管底. [结论]在没有空气阻力的情况下,物体下落的快慢相同.师:自由落体运动是一种什么运动呢?我们会猜想它会不会就是初速为零的匀变速直线运动呢?这样需要来证明才能确定。
(2)指导学生看“自由落体运动的频闪效果”的插图。
提问:要证明是匀变速直线运动的方法?(方法一:利用连续相邻相等的时间内的位移差为定值进行推导。方法二:证明连续相邻相等的时间内位移之比是连续的奇数比。)
(设计说明:这种方法先猜想后用实验验证的方法也是科学家研究问题的一种方法。)(3)分析频闪照片,分析出自由落体运动是加速运动,进而指出,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
(4)结论:自由落体运动的性质:初速度为零的匀加速直线运动。
多媒体演示:
比萨斜塔实验。
观察现象:轻的物体和重的物体,同时落地。总结:物体下落快慢与物体的质量无关。进一步思考:如果没有空气阻力的影响,物体下落快慢如何?
自由落体的加速度
在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度方向g总是竖直向下
不同的地理位置,重力加速度大小不同,利用自由落体仪测出当地重力加速度,并指导学生看课本中的表格 课堂小实验
请一位同学与你合作,让他用两个手指捏住长尺上端,你的拇指与食指拳曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺,见下图).当他一松手、尺子开始下落时,你立刻把尺握住.记下握住尺的位置,读出尺下落的高度,就能算出你的反应时间,你想知道这样做的原理吗? 巩固练习
有一种“傻瓜”照相机,其光圈(进光孔径)随被拍摄的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是固定不变的.为估测该照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如下图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹. 已知每块砖的平均厚度为6cm.拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约2m,怎样估算这个照相机的曝光时间?
分析:石子下落可简化为如图所示:由自由落体运动规律可得:
h12gt2(hh)1 g(tt)2,则可求出曝光时间t2
解析:石子做自由落体运动,它留下的径迹AB的对应运动时间即为曝光时间。设开始下落点为O,由照片可发看出AB长对应两块砖的厚度,即AB=6×2cm=0.12m,OA=2.0m,故OB=2.12m,由h12gt知,从O至A和从O至B所用时间分别为2tA2OAg22s0.63stB102OBg22.12s0.65s 10所以曝光时间为ttAtB0.02s
课堂小结:自由落体运动
一、自由落体运动的概念:
物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
二、自由落体运动的性质:
初速度为零的匀加速直线运动。
三、自由落体运动的加速度:
1、在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,叫做自由 落体加速度,也叫重力加速度。
2、重力加速度变化规律:在同一地点重力加速度g的大小是相
同的,在不同的地方,g的值略有不同.
(1)纬度越大的地方,g越大.(2)高度越高的地方,g越小.
3、常取g=9.8m/s2
4、重力加速度的方向总是竖立向下的。
四、自由落体运动的基本公式:
vgth1gt2v22gh2
第四篇:《自由落体》教案
活动目标
1.了解简单的自由落体现象,能探索并发现不同物体下落时有不同样子。
2.初步尝试用不同的线条(直线、波浪线、“摇摆线”等)进行记录。
3.能积极地参加科学探索活动。
活动准备
1、物质准备:纸条、羽毛、纸巾、雪花插片、幼儿实验记录表、水彩笔
2、知识经验准备:幼儿已学会了不同线条的画法。
活动过程
一、视频导入,激发兴趣
1.师:小朋友,小树叶从树上掉下来是什么样子?让我们一起来看看。
2.教师播放树叶飘落的小视频
提问:小树叶掉下来是什么样子?
鼓励幼儿用自己的语言简单描述小树叶掉下来的样子。
二、自由猜想,记录交流
1.介绍材料,幼儿自由猜想
师:今天,老师给小朋友准备了些材料,我们来看看都有什么。
2.猜想、记录
师:这些东西掉下来是什么样子的呢?请小朋友先猜一猜、想一想,然后用不同的线条记录下来
3.交流、分享
师:谁愿意来分享下你的记录表。
鼓励幼儿用不同的语言描述物体掉下来的样子。如“转着圈掉下来的”“摇摇晃晃”等
三、验证记录,分享交流
1.师:这些东西掉下来到底是什么样子的呢,跟你的猜想一样吗?请小朋友们自己试一试
2.教师提出操作要求:
①材料要从高处让它掉下来。
②仔细观察材料掉下来的样子,用不同的线条记录下来。
3.幼儿操作,教师观察
鼓励幼儿用同样的材料多试几次。
注意观察物体掉下来的样子,并运用自己的方式记录。
4.分享交流
①师:这些材料掉下来的样子和你们的猜想一样吗?谁愿意来分享一下?
②引导幼儿用简单的语言描述观察到的现象并尝试用动作表现
5.梳理小结
师:原来,生活中许多物体掉下来的时候都是不一样的,有的是斜的掉下来的,有的是摇摇晃晃掉下来的,还有的是绕着圈掉下来的。请小朋友在区域活动时再试一试其它不一样的物体,看看他们掉下来的时候是什么样的。
活动延伸:在区域活动中继续观察其他物体掉下来的样子。
第五篇:自由落体教案
2008级物理学一班
张晴晴
106012008042
自由落体运动
内容与地位
本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块:物理1中第一个二级主题“运动的描述”中所涉及到的内容,内容标准中这节有关的条目是:(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。(2)经历匀变速直线运动的实验过程,理解位移、速度、和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。并通过介绍伽利略对自由落体的研究,体会科学研究方法对物理学发展的作用。
物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象,学生对物体的下落运动已有自己的认识,这可以作为教学的起点,通过实验和科学的辨析,认识自由落体运动的规律。自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例,通过自由落体直线运动规律的研究,加深对匀变速直线运动规律的理解。另外,在学习过程中要让学生逐步体会伽利略的“提出假设-数学推理-实验验证-合力外推”的研究方法。伽利略对自由落体的研究开创了科学的实验方法,促进了物理学的发展,为人类认识自然提供了一种重要的研究方法,因此,伽利略对自由落体运动的研究是方法教育和情感教育的好素材,教学过程还应让学生感受科学家的探索精神。
一.教学目标
(一)知识与技能
1、理解自由落体运动的条件和性质,掌握重力加速度的概念。
2、掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动。(二)过程与方法
初速度为零的匀变速直线运动,从而培养学生的观察概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养分析推理能力.2、渗透物理方法的教育,运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型--自由落体,研究物体下落在理想条件下的运动
3、通过介绍伽利略对自由落体的研究的过程,体会科学研究方法对物理学发展的作用
(三)情感.态度与价值观
1、通过科学史的简介,感受前人崇尚科学、勇于探索的人格魅力,培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。
2、通过学习伽利略的严谨逻辑推理,给学生以科学方法论的教育
二、教学重点、难点
本节课的教学重点是:自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程,掌握自由落体运动的规律。
难点是:伽利略的科学思维方法。
三、教学方法
讲授法和实验探究相结合的教学方法
1、通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程演示实验概括出自由落体运动是 2008级物理学一班
张晴晴
106012008042
四、教学用具
多媒体,硬币,纸片 五.教学过程
1、创设问题情境,引入新课 板书:3.3自由落体运动
师:生活中存在着各种各样的物体下落现象,比如老师竖直释放这根粉笔,它就往下落,再比如成熟的苹果从树上落下来,还有什么呀? 生:水沿屋檐滴下、树叶掉落等
师:我们把这类下落的运动称为落体运动,到底落体运动有什么规律呢?大家先 来观察一个实验。这里有一个硬币,一张纸片,请前排的同学检验一下,那个物 体重? 生:硬币重
师:下面我将硬币和纸片从一定高度同时无初速度释放,请大家注意观察。演示:将硬币和纸片从同一高度释放,硬币比纸片早落地。师:大家看到了什么呀? 生:硬币比纸片下落的快。
师:也就是说重的硬币下落得快,轻的纸片下落的慢。其实呢,早在2000多年 前,古希腊伟大的哲学家亚里斯多德就开始思考这个问题,他就认为:重物比轻 物先落地。大家是不是这么认为的呢?下面我们一起来探究一下。教师:老师现在把纸片揉成纸团,纸片变成纸团,重力有没有变化呢? 生:没有
师:没错,重力是一样的,那我们重新再做下先前的实验。同学们认真观察下这 次的现象有什么不同?
演示:把纸片揉成纸团,重做实验。硬币和纸团几乎同时落地。
教师:这次我们看到了硬币和纸团几乎同时落地,说明物体下落快慢与其质量没 有必然联系。
教师:那现在同学们认真回想一下刚才老师做的这两个实验,究竟是什么因素影 响了物体下落的速度呢? 生:空气阻力。
师:对了,从纸张变为纸团,与空气的接触面积不同。(ppt)所以受到空气阻力 的影响不同。纸团面积小,受到空气阻力影响小,下落快;纸张面积大,受到空 气阻力影响大,下落慢。也就是说因为空气阻力的影响让问题变得复杂,那么如 果没有空气阻力,情况又会如何呢?物体下落快慢是否相同呢? 学生综合分析后回答:应该相同。
师:大家都猜想应该相同,那我们要怎么验证我们的猜想呢? 生:真空。2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 师:对了,要是空气阻力没有了,在真空情况下就可以观察物体下落的情况。我们下面就一起来看看牛顿管的实验。老师手中这根长约1.2米的玻璃管就是牛顿管,它的一端是封闭的,一端用带有气嘴的金属盖封固,气嘴上有一个阀门。阀门打开就可以使玻璃管和外界相通。这里面装有轻重不同的软木塞、硬币和羽毛。看到了吗?老师已经把管内的空气抽的很稀薄,可认为软木塞和羽毛是在没有空气的空间下落。现在我将牛顿管倒立,大家注意观察它们下落的快慢。生:几乎同时到达管底。
师:那我们也可以比较一下有空气的情况下,(旋气嘴)空气进入玻璃管中,再来看看是否还是同时到达管底。有没有同时到呀? 生:没有
师:这说明在没有空气阻力的情况下,比如真空的牛顿管,物体下落的快慢是。。相同的。由此可知,亚里士多德的观点是错误的。早在16世纪末,科学家伽利略就对亚里士多德的观点提出了怀疑,他用“归谬法”很巧妙地驳斥了亚里士多德的观点。下面我们就来简要地领略一下这个巧妙的推理过程。(在黑板上画一个小球,一个大球,一个小球和一个大球)
伽利略先假设亚里士多德是正确的,也就是重物下落比轻物快,如果让一个质量较小的小球和一个质量较大的大球从同一个高度同时下落,按照亚里士多德的观点看,谁下落更快?
学生:大球。
师:为了描述方便,我们假设小球下落速度为4m/s,大球的为8m/s,假如我们把一个10磅重的铁球和一个1磅重的铁球拴在一起,从一种角度来看,把栓在一起的两个铁球看做一个整体,就比单个的10磅球重,落下的速度就应当比原来10磅的球快。速度应该。。大于8m/s。
但是从另一个角度来看,不把两个小球看成整体,而是看成大球拖着小球下落,落得慢的小球会拖住落得快的大球,这样下落的速度应该是多少?
举个例子,比如一个大人拉着一个2岁的小孩跑,大人肯定要被小孩拖着而变慢,就没有他一个人跑时快。所以速度是要大于8m/s还是小于8m/s?小于8m/s。
大家发现了什么?根据亚里士多德的观点推出了两个自相矛盾的结果。绑在一起都是11磅重,质量相同,但是推出物体下落的速度却是不一样。说明这个观点肯定是错误的。伽利略就是这样用强有力的逻辑推理驳倒了亚里士多德,推断出并不是重的物体要比轻的物体下落的快。
生:没有
师:好,前面说了,因为有了空气阻力的影响,使物体下落的规律变得复杂。为了研究方便,我们从最简单的条件入手。
对于落体运动来说,从静止开始下落——也就是初速度为零——是不是比初2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 速度不为零简单?而且忽略空气阻力认为只受重力作用,比有空气阻力来得简单。
因此,物理学中将物体不受其他因素影响,只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。(课本46页)板书:
(一)自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
大家把这个定义从书上划下来,那同学们根据这个定义能找出做自由落体运动的特点吗?
生:只受重力、初速度为零。
师:对了,这就是自由落体运动的两大特点。这也是物体做自由落体运动所要满 足的两个条件,要两个条件都满足,缺一不可。板书:2.特点:
(1)只受重力作用。
(2)从静止开始下落。
那么现实生活中有没有存在严格的自由落体运动呢? 生:没有,因为有空气阻力。
师:对了,因为我们生活在大气底层,时时刻刻受到大气的影响,所以现实生活 中不存在自由落体运动。但是很多时候,在空气阻力远小于物体的重力,可以忽略的时候,我们可以把一些运动近似看成自由落体运动。那我们现在来判断一下这几个物体的运动是不是自由落体运动?
(1)树叶从树上落下
不能,因为空气阻力不能忽略。
(2)用力向下抛出的篮球 不能,因为要满足由静止开始下落,即初速度为0(3)从20楼的阳台上由静止掉下的花盆
可以,满足由静止开始掉下,空气阻力可以忽略。
三、重力加速度
师:那如果让你估测一下它落到地面上大概要多长时间,怎么估测呢? 生:„„
师:我们要想知道一个运动的时间,是不是要先知道该运动的性质呢?那我们就 先来研究一下自由落体运动到底是什么样的运动,首先来回顾一下已经学习过的运动,匀速直线运动、匀变速直线运动,匀变速直线运动中有匀加速直线运动和匀减速直线运动,那大家猜测一下自由落体运动可能是哪种运动呢? 生:应该是匀加速直线运动
师:那同学们再想想,如何去验证你们的猜想是不是正确呢?如果是匀变速 直线运动的话我们之前是不是有学过什么方法可以证明呢?
生:打点计时器
师:很好,上节课我们已经做了探究匀变速直线运动的实验,利用打点计时器,用纸带分析的方法,判断其是否为匀变速直线运动。2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 老师这里有一根实现用打点计时器打出的自由落体运动的纸带,上面的数据是这样的(板书)匀加速直线运动的依据是什么? 学生:教师:什么是。?
学生:连续相等时间内的位移差。师:我们可以计算得到
都是相等的。说明自由落体运动是匀变速直线运动。
板书:3.性质:初速度为零的匀加速直线运动。
好,那大家再动手算一下自由落体的加速度是多少?(让几个同学到黑板上来算)生:10 ms2
师:科学研究表明,物体自由下落的加速度来自地球和物体之间的万有引力,也称为重力加速度。常用g来表示。重力加速度的大小情况大家可以阅读一下书中的信息窗,并找一下规律。
学生阅读,得出随着纬度增大,g也增大,在赤道最小,两极最大。
师:很好,但是在同一地点,一切物体在自由落体运动中的重力加速度都相同。而且一般在通常计算中g取9.8ms2,粗略计算时g取10ms2。g是矢量,不仅有大小,而且有方向,方向始终竖直向下,也就是始终垂直于水平面。注意 不是垂直向下,而是竖直向下。板书:
(二)重力加速度
板书:
1、大小:通常取g=9.8ms2,有时g=10ms2。
2.方向:竖直向下。
3.影响因素:因纬度的增大而增大
(2).重力加速度 教师:我们从定义中“静止下落”可以知道,自由落体运动是初速度为零的加速运动。那它是不是匀加速直线运动呢?大家有没有研究过?
老师提示一下:上节课我们的实验测的是什么物体做什么运动? 学生:重锤下落。
教师:那么重锤下落能不能看作自由落体运动呢? 学生:能。教师:为什么? 2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 学生:因为它的质量比较大,横截面积比较小,因此受到的空气阻力也比较小。教师:你实验的结论,是不是匀加速直线运动? 学生:是。
教师:你判断它是匀加速直线运动的依据是什么? 学生:教师:什么是。?
学生:连续相等时间内的位移差。
教师:所以,自由落体运动的性质是:初速度为零的匀加速直线运动。
我们刚才牛顿管中看到,不同物体从同一位置下落,它们的重力加速度应该是一样大的,所以真空时它们落下得一样快。
这个加速度很特别,我们来研究一下。首先,这个加速度是由谁产生的? 学生:重力。
教师:那它的方向就应该和重力一样,向哪? 学生:竖直向下。
教师:那它的大小呢?大家实验测得重锤的重力加速度是多大? 学生:…………
教师:大家的答案都不一样啊。那在福州,这个重力加速度的值应该是多大呢?请观察47页的表格,估计一下。学生:大概是9.79。
教师:你们从表格还能看出什么?不同地点的重力加速度是不是一样的? 学生:不一样。纬度越高,重力加速度越大;纬度越低,重力加速度越小。2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 教师:它的值变化得大不大? 学生:都在9.8左右。,教师:请注意书本47页最后一段话:一般情况下,我们进行计算时,取9.8如果题目有说明或者在估算的时候,还可以取10多少? 学生:9.8。
。如果题目没说明,取
四、自由落体运动的规律
师:所以自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,既然自由落体运动是匀加速直线运动,那我们上节课推的许多适用于初速度为零的匀变速直线运动的规律同样适用于自由落体运动。我们就一起来根据匀变速直线运动的公式,推导出自由落体运动的公式。我们先写出匀变速直线运动的公式: 教师:但是自由落体运动有什么特殊的地方?根据定义,只受重力作用说明它的 学生:加速度等于重力加速度即
教师:由静止下落说明—— 学生:初速度为0。
教师:那么,我们就得到了自由落体运动的规律:
这里注意一下,在表示竖直方向的位移时,我们一般不用来表示,而是用高度。应用:。。。。。。。。。
A.估算从四楼凉台上下落的花盆,经过多长时间到达地面,到达地面速度多大?(该例题让学生体验物理现象就在我们身边,体验自由落体运动的快慢。让学生学会估算的方法。)
分析和解:每层楼楼高约2.8m左右,三楼凉台离地面高度 h≈(2.8×3+2.8÷3)≈9.3m 根据自由落体运动规律
h=
2h1
2gt
∴
t=g229.3s≈1.36s 10花盆落地速度
v=gt≈13.6m/s 2008级物理学一班
张晴晴
106012008042 老师在学生解题的过程中,应教学生估算楼高的方法,知道每层楼的楼高及凉台离地板的高度大约为楼层高度的三分之一左右;解题后应对结论进行进一步的讨论。如:问四层楼掉下的花盆到达地面所用时间1.36s是长还是短?那么住在高楼同学应注意什么?进入工地为什么必须戴上安全帽?„„等许多实际问题。
在学生体验到自由落体运动下落很快后,老师可以介绍伽利略是如何通过实验和推理来研究自由落体运动规律的。(当时没有打点计时器和闪光照相的方法,也就是说这么短的时间是没有办法测量的;伽利略是如何解决这样的问题?)
(可作为研究性学习课题鼓励学生参考伽利略《两种新科学的对话》一书)
作业布置:
师:今天,我们凭借着先进实验仪器共同探究出了自由落体运动的规律,大家是否好奇,在伽利略的时代,他是如何研究自由落体的?现在就让我们一起来走进这段历史。
首先伽利略根据观察,大胆提出猜想,他认为自由落体运动是最简单的变速运动,即匀加速直线运动。接着他从数学推理出发,根据加速度为零的位移公式,s1s推导出2a,他就想,如果可以测出位移和时间,并且证明比值2为恒量,2tt那就说明加速度a也是恒量,就可以说明自由落体运动确实是匀加速直线运动了。
但是,伽利略遇到了一个很大的困难——因为物体下落的速度非常快,在当时的年代要精确测量出物体下落的时间和位移是非常困难的。因此他就想了一个巧妙的方法,来“冲淡重力”。这一张图片展示了当时伽利略做实验的情景。这是一个打磨得非常光滑的斜面,让一个铜球从上面滚下来,那么所用的时间较之竖直下落就长了许多,当时人们用滴水法来测量时间。在斜槽的末端固定一个能够装水的玻璃圆桶,圆桶的直径恰好和小球的直径相同。当小球开始下滑的时候水就开始滴了,当小球刚好到达斜面的底部把管口遮住的时候,水就不滴了。人们就可以通过的水量来判断下滑的时间。通过这样一个实验,他就发现如果不断
s改变沿斜面下滑距离,比值2都为恒量,由此就可以判断,小球在斜面上的运
t动是匀加速直线运动。
s接着他让斜面的倾角增大一点,继续实验,发现2比值还是保持不变,于
t是又再增大一点进行实验,结果还是一样的。于是,伽利略就进行了大胆的外推:
s如果把斜面的倾角增加到90度,也就是让小球做自由落体运动,那么2比值还
t是保持不变。所以,伽利略间接地证明了自由落体是匀加速运动。
六、板书设计
自由落体运动
一、自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。2008级物理学一班
张晴晴
106012008042
2.特点:
(1)只受重力作用。
(2)从静止开始下落。
3.性质:初速度为零的匀加速直线运动。
二、重力加速度
1.方向:竖直向下。
2.大小:通常取g=9.8m/s2,有时g=10m/s2。
3、同一地点,不同物体的自由落体运动情况相同,即一切物体在自由落体中的加速度(重力加速度g)相同。不同地点g不一样
三、.自由落体运动规律及其应用
(1)自由落体运动规律
v=gt
s=(2)自由落体运动规律应用
12gt2
七、教学反思