2.2自由落体运动规律 教案 (2)

2.2自由落体运动规律
教案
教学目标
1.知识与技能:
(1)理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动;
(2)理解自由落体运动的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同;
(3)掌握自由落体运动的规律。
2.过程与方法
(1)通过对自由落体运动纸带的研究,学会分析和处理纸带上记录的运动信息;
(2)通过自由落体运动的相关物理变化规律的学习,培养分析、推理能力。
3.情感态度与价值观:
(1)经历对自由落体运动的研究过程,体验数学在研究物理问题中的重要性;
(2)经历对自由落体运动的探究过程,体会人类对客观世界发现之旅的乐趣。
2重点难点
教学重点:
1、用图象法处理实验数据。
2、引导学生将图象结论和公式推导结论联系起来。
3、自由落体运动的规律及应用。
教学难点:
1、图象法处理实验数据的方法,根据图象分析物体运动的规律。
2、如何将图象结论和公式结论联系起来。
3教学过程
活动1【导入】复习导入
【复习】
回顾上节课的知识要点:
1、落体运动的快慢与物体的质量无关。
2、自由落体运动的条件:(1)只在重力作用下;(2)初速度为零。
3、自由落体运动轨迹的记录(大家可以看课本中图2-2-1):
上节课我们记录的自由落体运动的轨迹就是为这节课探索自由落体运动规律做准备的。自由落体运动纸带上点的轨迹都在一条直线上,所以自由落体运动是直线运动。
活动2【活动】猜想与推理
由教材图2-2-1所得到的纸带可知,物体做的自由落体运动时,其运动速度在逐渐增大(相等时间内物体运动的位移在增加),进一步研究可以发现,相邻相等时间内的位移之差大致相等(3.8mm或3.9mm),又因为它只受到重力作用,于是可以猜想:自由落体运动是一种简单的变速运动——匀变速直线运动。
【科学推理】
方法一:面积法求位移:
通过自由落体运动的图像来表示
s=12vtt,而vt=at,所以s=12at2
方法二:数学推导:
因为初速度v0=0,
vt=v0+at=at①,
v=12vt=st②,由①②得s=12at2,
活动3【讲授】科学验证
怎样验证上面的猜想呢
方法一:
通过以上初速度为零的匀加速直线运动的位移公式可知,设自由落体运动的加速度为a,则,是一个常数,即可表示为:。如果我们求得自由落体运动的位移与时间的平方成正比,那么就可以求得加速度的大小,从而验证自由落体运动是匀变速直线运动。
通过研究纸带上每一个位移和时间的测量,可以发现位移和时间的平方是成正比关系的,所以自由落体运动的加速度是恒定的,进而计算出物体的加速度,从而验证了自由落体运动是匀变速直线运动。
方法二:
教材图2-2-1所得到的纸带所示的B、C、D、E、F所有的位移以及所对应的时间,就可以由上式求得经过该点时的瞬间速度。通过求得的各点的瞬时速度可知,速度的增加量是均匀的,由匀变速直线运动的概念可知,就可以证明自由落体运动是匀加速直线运动。
活动4【讲授】新课
二、自由落体运动的加速度
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
在上一节的牛顿管的实验中,我们知道:在真空中,只在重力的作用下,各物体由静止下落时快慢相同,这说明了它们的加速度是相同的。
我们用g来表示自由落体运动的加速度,g称为重力加速度。
大小:g=9.8m/s2(粗略计算时,我们取g=10m/s2)
方向:竖直向下
①所有做自由落体运动的物体,它们的加速度都是g;
②地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的,高度低处g大,高度高处g小;
③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的,纬度低处g小,纬度高处g大。
三、自由落体运动的规律
自由落体运动的实质:初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。
所在可以推导出它的几个公式:
⑴速度—时间公式:
vt=gt
⑵位移—时间公式:
s=12gt2
活动5【练习】当堂训练
例1、下列说法正确的是(BD)
物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
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
从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,不能看成自由落体运动。
从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,因为阻力与重力相比可以忽略,所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是(A)
g是标题,有大小无方向。
地面不同地方g不同,但相差不大。
在同一地点,一切物体的自由落体加速度一样。
在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、AB两物体质量之比是1:2,体积之比是4:1,同时从同一高度自由落下,求下落的时间之比,下落过程中加速度之比。
解:因为都是自由落体运动,高度一样,所以下落时间一样,1:1;下落过程加速度也一样都是g,1:1
活动6【作业】课后作业
课本P35第3、4题