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自由落体运动
教学目标:
(一)物理观念
1.认识空气中影响物体下落快慢的因素;
2.理解自由落体运动,知道它是一种理想条件下的运动;
3.掌握自由落体运动作为初速度为零的匀加速直线运动的运动规律,会由此推导出自由落体运动的计算公式;
4.掌握自由落体加速度;
5.掌握运用自由落体规律解决实际问题的能力;
6.初步了解通过实验探索自然规律的观察、分析等方法。
(二)科学思维、科学探究
1.引导学生学会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法;
2.引导学生学会分析数据,并自己进行概括。
(三)科学态度与责任
感受前人(亚里士多德)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。
教学重点:自由落体运动的性质,规律及重力加速度.
教学难点:自由落体运动规律的得出.
教学方法与学习策略建议
1.多媒体教学
2.启发式教学为主
教学过程:
一、引入新课
在日常生活中,我们会看到这种现象:把小石头和树叶举到相同高度,石头的重量比树叶重,同时由静止开始释放。观察哪个先落地?
(演示:石头和树叶)
观察结果:石头先落地
类似的现象在生活中还有很多,早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象,归纳出:物体越重,下落得越快。在我们今天看来,他这个说法是否正确呢?
提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢?
二、新课教学
(一) 自由落体运动
教师问:落体运动很常见,你们仔细观察过落体运动吗?
〖提出问题〗是不是重的物体一定比轻的物体下落得快?
〖实验研究〗利用面积相等的纸板和纸片,设计小实验,动手做一做,并对看到的现象进行说明。
〖得出结论〗物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。
启发学生注意观察思考,学生通过观察实验现象总结出:由于有空气阻力的影响,物体才下落得有快有慢。
教师出示一端封闭、另一端有开关的玻璃筒(牛顿管),内有金属片和羽毛,演示:
(1)筒内没有空气时,金属片和羽毛下落的快慢相同。
像这种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。
“自由”两个字的含义:只受重力、初速度为零。(举例)
这种运动只在没有空气的空间里才能发生;在有空气的空间里,如果空气阻力的影响很小,物体的下落也可以近似看作自由落体运动。
(2)筒内有空气后,金属片和羽毛下落的快慢就不同了。
金属片的运动还可以近似看作自由落体运动,而羽毛的运动就不是自由落体运动了。
〖介绍伽利略的推理〗十六世纪末,伽利略有一个很巧妙的推理否定了亚里士多德的观点。
伽利略:如果“物体越重下落得越快,那么大石头要比小石头下落得快。把两块石头用绳拴在一起下落,大的就会被小的拖着减慢,整体比大的单独下落要慢。可是,两块石头加起来比那块大的还重,由此得出的结论是:重的物体下落得反而慢。而得出这个结论的前提是重的物体下落得快。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。
传说伽利略还在比萨斜塔做过落体实验:在塔顶,他同时释放两个铅球,一个轻,一个重,最后两个铅球同时落地。这个实验有力地反驳了亚里士多德的观点。
(二) 自由落体运动的性质
初步实验观察:可以知道自由落体运动是加速直线运动,而且初速度为零。
〖提出问题〗:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动吗?
〖设计实验,实验验证〗指导学生回顾初速度为零的匀加速直线运动的规律。
教师引导:我们判断物体是否作匀变速直线运动,是用什么方法的啊?
(有学生慢慢回忆起有关的知识点)
(1)用v-t图像和△X = a T2 来验证的。
(2)物体从开始运动起在连续相等时间内的位移之比是从1开始的连续奇数比
学生实验………
教师利用电脑动画介绍频闪照相过程。
介绍:闪光灯每闪一次光,就给小球照一次相。闪光的时间间隔相同,因此,胶片上两个像的时间间隔相同。各个时刻的像是在同一张胶片上曝光的,经过冲洗、放大就能得到闪光照片,闪光照片上记录了小球做自由落体运动的信息。
〖得出结论〗大量实验可以证明:自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动。
(三)自由落体加速度
在地面附近的同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,物体自由下落时的加速度叫做自由落体加速度;也叫做重力加速度,通常用g表示。
重力加速度g的方向总是竖直向下的。它的大小可以用实验的方法来测定。
〖分析归纳〗请同学们仔细比较表中纬度与重力加速度的大小的变化关系,你能得出什么结论?
学生看表格,说出得到的信息:在地球上不同的地方g的大小是不同的,从赤道到北极,随着纬度的升高而增大。
三、课堂小结
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