2.1探究自由落体运动 教案 (4)

2.1探究自由落体运动
教案
学情分析
兴趣特点:
对探究身边的自然现象规律具有浓厚的兴趣;
知识基础:
已经学习描述物体运动的速度和加速度的等知识;
认知困难:
分析能力较弱,缺乏理性化认识
教学目标
知识与技能:
1、了解自由落体运动的规律;
2、了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法;
3、知道影响自由落体运动的因素
过程与方法:
1、通过观察,逐步形成观察能力和提出问题的能力;
2、经历“自由落体运动”的探究,了解实验是研究物理问题的重要方法,体验实验探究的过程;
3、学习自由落体运运动,体会控制变量法在研究问题中的方法。
情感态度与价值观:
1、通过观察和实验,形成尊重客观事实、实事求是的科学态度,不迷信权威,勇于创新,有判断大众传媒信息是否符合科学规律的初步意识;
2、认识到交流与合作的重要性,有主动与他人合作的意识。
3、通过学习了解自由落体运动的规律,对这些规律的应用可以使人们更好地认识自然,改善生活质量,提高工作效率。
重点难点
重点:物体自由下落的快慢和所受到的重力无关及自由落体运动的特点和规律
难点:自由落体运动的加速度
教学过程
教学环节
教学内容1、落体运动
教学过程
新课引入
教师活动
学
生活动
同学们,上课之前我们先来看一下我们日常生活常见的一些现象(树叶从树上飘落下来、雨滴从屋檐上落下来、雪花从天空上飘落下来、成熟的苹果从树上掉落下来……)这些图片有一个共同的特点,那就是物体都是由高处静止落到低处,这类物体落下的运动,我们把它定义为:落体运动
观看、议论、是的
2、落体运动的思考3、记录自由落体运动轨迹4、小结5、评价反馈6、作业7、板书设计
同学们,你们是否曾经想过物体下落过程中,是否存在着一定的规律呢 有哪些规律呢 我们一起来看这张照片(小学四年级语文课文《两个铁球同时着地》中照片)还记得这张照片吧,在这篇课文中讲述了在那个研究科学的人多信奉亚里士多德的时代,伽利略不畏惧权威,,用实验证明了古希腊著名学者亚里士多德的观点是错误的,亚里士多德认为:重的物体比下落得比轻的物体要快。我们的日常生活的一些现象告诉我们好像这是正确地,真的是这样吗 权威可敬,但是不要以迷信的态度。我们一起来对落体运动进行思考。探索个究竟。我们就从亚里士多德的观点出发,我们由此得出两个结论:结论1:如果有一枚表面贴有纸片的硬币,其所受到:重力一定比任一物体大,其下落速度也应该比其中任一物体的下落速度快。结论2:如果纸片贴在硬币的表面,独自下落较慢的纸张就会拖慢独自下落较快的硬币,最终其下落速度应该比硬币的下落速度慢。为什么同一种观点会推导出两个截然相反的结论,现在同学请认真看着我做演示,记住我们演示1:一手拿着一张纸片(其表面积与硬币相同),另一手拿着一枚硬币,在同一时间从同一高度放下这两个物体。(做两到三遍)同学们你们看到了什么 这个现象跟亚里士多德所说的观点相符,但是正确观点的得出是一个实验结果就能得到的。为了从更多方面验证亚里士多德的观点的正确,同学们请认真看老师的演示。演示2:一枚贴有纸张的硬币与另一枚没贴有纸张同样大小的硬币在同一时间从同一高度放下来。(做两到三遍)你们看到了什么 演示3:把一张纸片捏成纸团,将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由落下。(做两到三遍)你们看到了什么 你们现在自己身边用类似的东西来实践一下(给几分钟学生实践体会)从刚才你们看到的现象以及你们所做的实践,我们可以从中分析得到与伽利略相同的结论:物体下落过程的运动情况与物体质量没有关系。这时我们又会产生这样的疑问:为什么在现实生活中,石头明显比树叶下落的快呢 还记得老师刚才最后的一个演示,我们看到捏成纸团的比展开的纸片要先落地,为什么两张本是相同的纸片,在捏成一团与张开的运动情况会不一样呢 是什么影响了它们的运动情况 有同学能回答这个问题吗 你们讨论后,告诉老师结果。老师:很好。现在我这里有一个玻璃管,你们看在玻璃管里面有什么,你们注意看玻璃管中有空气与没有空气时,物体的运动情况。演示4:当玻璃管中有空气的时候,让它们同时下落,你们看到什么 (做两到三遍)演示5:当玻璃管没有空气时,让它们同时下落,你们看到什么 (做两到三遍)从观察到的实验结果分析,影响羽毛和金属片下落快慢的原因是什么 由此我们能推广得出影响一般物体下落运动快慢的因素是什么 我们在刚才学习了有关落体运动的概念,我们现在落体运动前加“自由”二字,即自由落体运动,何为自由落体运动呢 现在,注意看我手中的小球在物理上,如果忽略空气阻力,把物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,定义为自由落体运动,满足第一,仅受重力作用;第二,有静止开始下落的落体运动才是自由落体运动,在课本中,重点画出这两个条件。探究自由落体运动规律,要从物体做自由落体运动的轨迹开始研究。由此,开展这次实验。1、实验分组安排实验你们可以自由组合,两个人一组。2、明确实验目的实验前,首先,明确实验目的:记录一个物体的自由落体运动的轨迹,探究它的运动规律,理解自由落体运动的本质。3、实验器材:铁架台、打点计时器,重物、夹子、交流电源、导线、刻度尺、复写纸片。4、老师演示实验现在,你们先看老师演示一遍:第一步:用铁架台将打点计时器竖直固定在桌子边缘的上方,连好电路。第二步:用夹子将重物、纸带相连,将纸带穿过限位孔。第三步:注意:打点之前,纸带一定要拉直,使重物静止在靠近打点计时器的地方。第四步:注意:要先接通电源,后松开纸带,让重物自由落下。第五步:换用不同的纸带,重覆上述实验。第六步:切断电源,清理实验仪器。第七步:选出3条点迹清晰的纸带,标上号,供分析。第八步:记录实验数据,将纸带的第一点记为0,每隔四点分别记为1,2,3…,点1,2,3…叫做计时点;记录时间第一点记为0,以后各计数点依次记为t1,t2,t3…,,纪录位移都从第一点开始,到各计数点的距离分别记为S1、s2、s3…5、学生实验离开讲台,观察学生实验,对于实验操作不好的同学,亲自指导,回答学生不懂的问题。学生实验操作完毕,记录实验数据6、实验分析与论证通过实验,你们得到了三条被打了点的纸带,从中选一条清晰的纸带,从纸带上,你们发现了什么 这是纸带给我们最直观变化,那么自由落体运动的速度有有没有发生改变,如何从实验结果中判断出来 有没有同学能回答这个问题 老师:回答得很好。通过之前对打点计时器的学习,我们知道纸带每隔0.02s打一点,在纸带上,相邻两点的距离越来越大,那也就是物体在相同的0.02s内,通过的位移越来越大。在第一章,我们学均速度,它的公式表达式是怎样的 在相同的时间内,物体通过的位移越来越大,那么速度是不是也相应地变大了。同学们,你们从实验结果中得出时间与位移的关系是怎么样的,是
与时间成正比还是时间的二次方成正比呢 认为是前者的同学,理由是什么 认为是后者的同学,理由是什么 好像都有道理,现在你们看一下的一组数据,这是一个做的比较好的同学中挑选的S1=4.90cm
t1=0.1s
t2=0.01sS2=20.00cm
t2=0.2s
t2=0.04sS3=44.50mm
t3=0.3s
t2=0.09sΔS1=S2-
S1=15.1cmΔS2=S3-
S2=24.5cmΔS1<ΔS2,如果
的关系,那么ΔS1=ΔS2,现在我们由此,就可以判断
了吗 下节课继续探究。对这个实验,同学们还有什么疑问 提得很好,物体下落过程中是受到空气阻力,我们无法在真空做实验,但我们可用比较重的物体做实验,那么空气阻力相对于重力来说是可以忽略的我们这节课进行了自由落体运动的探究,这节课学到了些什么 你们都做了些什么 看课本课后练习题:练习题1:物体做自由落体运动时,物体的形状、大小是否对其运动产生影响 尝试举出现实生活中的例子来说明。很好,生活中许多例子对说明了物体做自由落体运动时,物体的形状、大小对对其运动产生了影响小组整理本次实验的数据
做课后习题最后一题预习下节课的内容第二章第一节
探究自由落体运动一、落体运动概念:物体落下的运动。二、落体运动的思考研究方法:提问—猜想—设计实验—进行实验—分析论证—评估交流—结论:物体下落过程中的运动情况与物体所受的重力无关
。影响物体下落快慢的因素主要是空气阻力三、自由落体运动自由落体运动两个条件:1、只在重力作用下2、从静止开始下落
存在着不是集中注意力,认真观看硬币先落地集中注意力,认真观看同时落地集中注意力,认真观看捏成纸团的先落地学生A:物体运动时受到空气阻力,纸团与空气接触的表面积比展开的纸片少,捏成纸团的受到的空气阻力比展开的纸片少一根羽毛
跟一枚硬币金属片先落下到玻璃管底部它们同时下落到底部空气的阻力物体下落过程中的运动情况与空气阻力有关注意听老师讲解,在课本上做笔记各自找到自己合作伙伴认真观看集中注意力,记住注意点学生基本按照老师的要求实验,不懂的地方询问老师相邻两点的距离越来越大学生B:有发生改变,因为在相同时间时间内,物体通过的位移越来越大。平均速度等于位移与所用时间的比值学生C:纸带中位移随着时间的增加而增大学生D:位移虽
然是随着时间
的增加而增大,
但是,从实验
数据中算得S3
与S2的差比S
与S的差大这个实验不是在
真空中进行的,
空气阻力不是会
影响实验结果吗 落体运动的概念;知道伽利略的研究方法,物体下落过程中的运动情况与物体所受的重力无关,在运动过程受到空气阻力;了解了自由落体运动的两个条件。进行了实验,通过自己的实验和老师的引导,明白了在自由落体运动中,速度发生了变化,而且位移与时间的平方成正比会产生影响,例如:生活中我们看到雨滴比树叶落得快;石头比纸片快;同一张纸,捏成团的下落得更快