201100912《匀变速直线运动实例—自由落体运动》.doc

第3节 匀变速直线运动实例——自由落体运动 教学目标 知识和技能 1．知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 2．知道自由落体运动加速度大小和方向，知道不同地点重力加速度不一样。 3．能根据匀变速直线运动规律，建立自由落体的运动方程。 4．能运用自由落体运动规律解决有关实际问题。 过程和方法 1、通过实验探究认识自由落体运动特点和规律体验物体下落的快慢，了解生活中物体的下落运动比较重力与空气阻力的大小，体会实验在研究物理问题中的作用。重点难点 重点探究自由落体运动规律的过程，体会伽利略的科学推理方法重力加速度的测量。新课入 预测学生对物体下落的认识可能有1．重物下落快；例如：小石块下落比树叶快 2．轻重物体下落一样快；例如：小石块和小纸团下落一样快 3．体积小的物体比体积大的物体下落快；例如：小球下落比气球快 4．物体下落中速度越来越大；例如：小石块下落 5．物体下落很快，例如：从层楼高物体下落楼底 6．师：同学们实例看正确的是什么原因造成的：：：：：将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。教师通过牛顿管演示实验来证实没有空气阻力的情况下，轻重物体下落情况一样。实验装置如图所示，在一根长约1.5m的玻璃管中，放入羽毛、金属片。演示实验时按如下步骤： （1）不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况 （2）抽去玻璃管中部分空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况 （3）继续抽玻璃管中空气，再将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况 师：同学们从实验中看到什么现象这些现象说明了什么问题？金属片金属片金属片演示实验的功能是为了揭示现象的本质，提高学生学习的兴趣；演示实验中如何提高学生观察的兴趣是教师在完成实验过程中要考虑的；本演示实验并没有一下就做“真空”情况下物体下落情况；而是不断地抽出玻璃管中的空气，观察减小物体下落阻力，物体的运动情况；这样每次实验现象均不相同，有利于形成科学的观察习惯观察敏锐性。预测学生观察到的现象可能结论1）玻璃管中空气越少，物体快慢越2）在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落一样快 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。 师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。 师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？ 生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。 师：其他同学的结果呢？ 生：我的也差不多。 师：用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？ 生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。 总结归纳重力加速度 师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、纬度越高，g越来越大；2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。 自由落体运动的加速度．自由落体运动规律应用 （1）自由落体运动规律 v=gt s= （2）自由落体运动规律应用 生活中许多物体的下落都可以看成自由落体运动；如石块下落、花盆下落。 估算从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＋2.83）≈9.3m 根据自由落体运动规律gt2 ∴ t=s≈1.36s 花盆落地速度v＝gt13.6m/s 老师在学生解题的过程，应教学生估算楼高的方法，知道每层楼高；解题后应对结论进行进一步的讨论。如：问层楼掉下的花盆到达地面所用时间1.s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。亚里士多德亚里士多德伽利略对亚里士多德物体下落的研究结论产生怀疑，通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的分析方法如下： 在古希腊，哲学家亚里士多德认为物体下落的速度与物体所受的重力大小成正比，即重物比轻物先落地。 伽利略用亚里士多德的观点推出了互相矛盾的结果。他说如果重的物体先落地，那么把轻的物体和重的物体在一起，那么它比重的物体还重，根据亚里士多德的观点它下落地面的时间应比重的物体短；再根据亚里士多德的观点，重物下落的比轻物快，那么在下落过程中，重物会受到轻物的牵扯而变慢，