自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

陳樹興

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）02-0179-01

●導(dǎo)入新課

教師捏住一枚紀(jì)念幣，學(xué)生用兩個(gè)手指在紀(jì)念幣下5cm處做捏住紀(jì)念幣的準(zhǔn)備，當(dāng)看到教師放開紀(jì)念幣時(shí)，學(xué)生立即嘗試捏住紀(jì)念幣，為什么沒捏??？在什么條件下可以捏??？本節(jié)我們通過討論物體下落的規(guī)律來解決這個(gè)問題。（設(shè)疑，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣）

●進(jìn)行新課

學(xué)生舉例見過的類似運(yùn)動(dòng)，蘋果下落、樹葉下落、水龍頭滴水、雪花飄落等。（由大量事實(shí)引入，讓學(xué)生獲取感性認(rèn)識(shí)）

蘋果與樹葉、水滴與雪花下落的快慢不同，下落的快慢由什么因素決定呢？小組討論一下，并利用身邊的材料做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)說明你的結(jié)論。（培養(yǎng)學(xué)生觀察生活現(xiàn)象的意識(shí)，并學(xué)會(huì)從觀察中自己得出結(jié)論）

學(xué)生可能做以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1：將一張紙和一塊橡皮在同高度同一地點(diǎn)同時(shí)釋放。

現(xiàn)象：橡皮先著地，重量大的物體下落較快。

實(shí)驗(yàn)2：將紙揉成的紙團(tuán)和橡皮同時(shí)在同一高度同一地點(diǎn)釋放。

現(xiàn)象：紙團(tuán)和橡皮幾乎同時(shí)著地。

（若學(xué)生沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2教師可啟發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)2，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體下落快慢不同是因?yàn)槭芸諝庾枇Φ挠绊懀?/p>

猜想：你得到什么結(jié)論？若在真空中，下落情況會(huì)是怎樣的？

視頻：1971年，美國(guó)宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子和一根羽毛同時(shí)下落.觀察到它們同時(shí)落到月球表面。

網(wǎng)絡(luò)資源：

演示1：牛頓管實(shí)驗(yàn).管內(nèi)有空氣時(shí)重量大的金屬片比重量小的羽毛下落快；管內(nèi)真空時(shí)兩物體下落快慢相同。

（使學(xué)生再次認(rèn)識(shí)到生活中觀察到重物下落快和慢的原因是由于空氣阻力的影響，從而引入自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件）

不同的物體在真空中從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)完全相同，我們把這種運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

板書：自由落體運(yùn)動(dòng)

板書：1.定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

2.條件：⑴只受重力；

.⑵從靜止開始下落。

實(shí)際上，如果空氣阻力同重力相比很小，可以忽略，物體的下落也可以近似看作是自由落體運(yùn)動(dòng).例如剛才觀察到的紀(jì)念幣和橡皮的下落運(yùn)動(dòng)。

提問：自由落體運(yùn)動(dòng)具有怎樣的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)呢？

請(qǐng)以小組為單位設(shè)計(jì)探究方案來證明你的猜想。

板書：3.特點(diǎn)

組織學(xué)生討論與交流實(shí)驗(yàn)方案——學(xué)生先小組討論，后代表發(fā)言.最后總結(jié)出以下可能的方案：

方案1：仿照第二章第一節(jié)《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》的方法，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)打出的紙帶，有兩種處理數(shù)據(jù)的方法：①連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一個(gè)常數(shù)，即根據(jù)△x=aT2；②速度均勻增大，即利用v-t圖像。

學(xué)生采用方案1分組實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)前，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)記錄的表格；將計(jì)時(shí)器呈豎直方向固定在鐵架臺(tái)上；用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器下方；先接通電源再松開紙帶；通過對(duì)紙帶數(shù)據(jù)的處理，分析自由落體運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，另選一小組采用方案2.教師巡視、指導(dǎo)。

組織學(xué)生交流探究結(jié)果，展示學(xué)生作出的v-t圖像和x-t2圖像，為開闊學(xué)生的眼界，懂得用多種方法進(jìn)行研究，教師可當(dāng)場(chǎng)利用計(jì)算機(jī)的EXCEL的圖表功能在投影上演示自由落體的x-t2圖像。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

板書：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

各小組求出加速度的大小，教師展示各小組加速度計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)剛才EXCEL處理的圖像計(jì)算加速度的值（各結(jié)果有可能有誤差）.請(qǐng)同學(xué)討論在誤差允許的范圍內(nèi)，不同物體做的自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的加速度是否相同？

在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，我們把自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度叫做自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。

（板書）4.自由落體加速度

閱讀課本46頁(yè)的表格，思考不同地點(diǎn)物體的g值都相同嗎？有何規(guī)律？

在地球上的不同地方，自由落體加速度的值略有不同，從赤道到兩極，隨著緯度的增大，g值增大.在通常的計(jì)算中，g取作9.8m/s2在粗略的計(jì)算中，g可取作10m/s2。

（板書）g=9.8m/s2，方向豎直向下。（板書）5.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律請(qǐng)學(xué)生回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及公式：請(qǐng)學(xué)生討論自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律并寫出公式：

式中x是指自由落體下落的高度。（學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移）

●拓展遷移

1.測(cè)定反應(yīng)時(shí)間

指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：原理、怎么操作、怎么讀數(shù)、怎么計(jì)算出反應(yīng)時(shí)間

2.估算曝光時(shí)間

從總的提出方式來看，明確是要求估算，曝光時(shí)間很短，石子的速度變化很小，可以把A點(diǎn)（或B點(diǎn)）的速度算出來，再用AB間距離除以這個(gè)速度就得到曝光時(shí)間.

通過對(duì)該問題的處理，要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到處理實(shí)際問題時(shí)應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，來考慮處理問題的方法.不要過分考慮理論上的嚴(yán)密性.

3.設(shè)每層樓高3米，這至多允許他有多長(zhǎng)的思考時(shí)間？小孩被接住時(shí)的速度7月2日，杭州白金海岸小區(qū)，兩歲女童妞妞從10層高樓墜落。這一瞬間，鄰居吳菊萍踢掉高跟鞋，伸出雙臂接住了孩子。這個(gè)發(fā)自本能的動(dòng)作，令她當(dāng)場(chǎng)昏迷，左手臂多處骨折，但也挽救了妞妞的生命。這驚險(xiǎn)的一幕，感動(dòng)了億萬人，網(wǎng)友們贊譽(yù)吳菊萍為“最美媽媽”，更有人稱她是“英雄”。多大？（小孩的下落運(yùn)動(dòng)可看成自由落體運(yùn)動(dòng)。）

●鞏固練習(xí)

為了測(cè)出井口到水面的距離，讓一個(gè)石塊從井口自由落下，經(jīng)過2.5s后聽到石塊擊水的聲音，估算井口到水面的距離?？紤]到聲音在空氣中傳播需用一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏??？

●課后作業(yè)

1.查閱頻閃攝影的相關(guān)資料，明確頻閃儀的工作原理.根據(jù)教科書第45頁(yè)“問題與練習(xí)”4提供的材料，判斷自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，并計(jì)算自由落體加速度。

2.閱讀《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》

教學(xué)效果：能夠體現(xiàn)新課程的教學(xué)理念，讓學(xué)生采用小組合作探究，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，課堂效率明顯提高培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣。