人教版高中物理必修1第二章匀变速直线运动的研究5 自由落体运动导学案(3).doc_大学文库

25自由落体运动【教学目标】使学生理解自由落体运动的内涵,并使学生能将匀变速直线运动的规律熟练应用于自由落体运动 2.使学生在了解不同物体的自由落体运动都有相同加速度的基础上,对自由落体加速度有较深认识 3.通过对自由落体运动的研究,培养学生运用理论与实验相结合的方法和分析解决问题的能力。【教学重点】 1.通过实验探究自由落体运动的过程 2.理解自由落体运动的性质及自由落体的加速度【教学难点】自由落体运动中不同物体下落的加速度相同。【课时安排】 1课时【教学过程】引入新课提问: 1.对落体运动,亚里士多德和伽利略的观点分别是什么? (亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定的:伽利略认为重物与轻物下落的样快。) 2.什么是自由落体运动? (物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。) 用粉笔头演示自由落体运动 3.请大家猜想一下,自由落体运动是一种什么运动? 今天这节课我们就一起来讨论这个问题、新课教学 1.自由落体运动师生互动 (1)观察粉笔头的自由落体运动,讨论运动的初速度(为零),运动速度的变化(越来越大)。提出假设:自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动 (2)实验验证 1)讨论实验方案:四人为一小组展开讨论,教师提示可以参考书本。最后由各组派代表总结发言各组的实验方案。教师总结如下: ①打点计时器、纸带 ②光电计时装置 ③频闪照相(学生能看了书本P45的“问题与练习”的4题而提出方案,若没人提教师可适当引导。但不清楚闪光照片是怎么得到的,教师可利用电脑动画介绍频闪照相过程) 2)动手实验:仍分小组实验,提供的实验器材有打点计时器、纸带,光电计时装置根据刚才的发言给适当的器材。注意,由于光电计时装置的使用要求较高,可少用,且给基础较好的同学。实验过程中教师四处走动可适当的进行指导

2.5 自由落体运动【教学目标】 1. 使学生理解自由落体运动的内涵，并使学生能将匀变速直线运动的规律熟练应用于自由落体运动。 2. 使学生在了解不同物体的自由落体运动都有相同加速度的基础上，对自由落体加速度有较深认识。 3. 通过对自由落体运动的研究，培养学生运用理论与实验相结合的方法和分析解决问题的能力。【教学重点】 1．通过实验探究自由落体运动的过程． 2．理解自由落体运动的性质及自由落体的加速度。【教学难点】自由落体运动中不同物体下落的加速度相同。【课时安排】 1 课时【教学过程】一、引入新课提问： 1. 对落体运动，亚里士多德和伽利略的观点分别是什么？（亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定的；伽利略认为重物与轻物下落的一样快。） 2. 什么是自由落体运动？（物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。）用粉笔头演示自由落体运动。 3. 请大家猜想一下，自由落体运动是一种什么运动？今天这节课我们就一起来讨论这个问题。二、新课教学 1．自由落体运动师生互动：（1）观察粉笔头的自由落体运动，讨论运动的初速度（为零），运动速度的变化（越来越大）。提出假设：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。（2）实验验证 1）讨论实验方案：四人为一小组展开讨论，教师提示可以参考书本。最后由各组派代表总结发言各组的实验方案。教师总结如下： ①打点计时器、纸带 ②光电计时装置 ③频闪照相（学生能看了书本 P45 的“问题与练习”的 4 题而提出方案，若没人提，教师可适当引导。但不清楚闪光照片是怎么得到的，教师可利用电脑动画介绍频闪照相过程） 2）动手实验：仍分小组实验，提供的实验器材有打点计时器、纸带，光电计时装置。根据刚才的发言给适当的器材。注意，由于光电计时装置的使用要求较高，可少用，且给基础较好的同学。实验过程中教师四处走动可适当的进行指导

（3）讨论实验结果：通过实验得到的数据，你采用何种处理方法，最终得到什么结果？仍是小组讨论后代表发言，教师最终总结以下可能的处理方法： 1）连续相等时间内的位移之差 Δs 是一个常数 2）速度均匀增大（利用 v-t 图像） 3）x∝t 2（利用 x-t 2 图像）若还有其他的方法也可。要鼓励学生多角度思考问题。教师对所列方法应做适当的解释，也可以让发言的学生说明方法的理论依据。最终得出结论：自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。 Vt=gt；x=(1/2)gt2 （4）教师当场对书本 P45 的“问题与练习”的 4 题的闪光照片上的数据利用计算机的 EXCEL 的图表功能在投影上演示自由落体的 x-t 2 图像，以扩展学生的思路，开阔学生的眼界，懂得用多种方法进行研究。 t/s x/m t 2 /s2 0 0 0 0.04 0.008 0.0016 0.08 0.032 0.0064 0.12 0.071 0.0144 0.16 0.125 0.0256 0.2 0.196 0.04 0.24 0.284 0.0576 2．自由落体加速度教师引导：根据你处理的数据,请你计算自由落体的加速度。各小组计算结果公布，教师把结果写在黑板上，并根据刚才 EXCEL 处理的图像计算加速度的值（图像的斜率的两倍就是加速度的大小）。（各结果有可能有误差）请同学们讨论在实验误差允许内，不同物体的自由落体运动，它们的加速度是否相同？结论：相同。（1）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，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用 g 表示。（2）重力加速度 g 的方向总是竖直向下的。（3）教师强调我们这里的重力加速度的大小 g=9.801 m/s2。在粗略的计算中，可以把 g 取作 10 m/s2。请学生看书本 P44 的表格，说说能得到的信息： x－t 2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 t 2 /s2 x/m x 线性 (x)

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。 3.测定反应时间 (1)师生合作做一个小游戏: 教师出示小书签,用两个手指捏住书签顶端,让一个学生伸出两个手指在书签的下端做好捏住书签的准备,但手指不能碰到书签。当看到教师放开手时,学生立即去捏书签。这个小实验能检验人反应的灵敏程度。日常生活中,有时需要反应灵敏,对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此,当发现某种情况时,能及时采取相应行动,战胜对手,或避免危险。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间 (2)指导学生参考书本P44的“做一做”设计一个测定反应时间的实验请一组学生谈谈他们的设计方案:原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。其他组的学生不断补充。最后,形成完整的实验方案: 3)教师用一根“神秘”的尺子检测学生,直接读出反应时间。让学生思考这根尺子的奧秘,并在课后自己制作这么一把“尺”,利用课余时间去检测不同人群的反应时间。三、课后作业 (1)阅读书本内容 (2)完成P45的问题与练习1~4 24匀变速直线运动的速度与位移的关系【教学目标】 1.知道匀速直线运动的位移与速度的关系。 2.理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用。【教学重点】 1.理解匀变速直线运动的位移及其应用 2.理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用【教学难点】 1.p-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 2.微元法推导位移公式【课时安排】 1课时【教学过程】、引入新课教师活动:上节课我们学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系,知道了匀变速直线运动的速度一时间图象中,图线与时间轴所围面积等于物体的位移:并推导出了匀变速直线运动的位移一时间公式x=1+1am2,这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。二、进行新课匀变速直线运动的位移与速度的关系教师活动:我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系,速度与时间的关系, 有时还要知道物体的位移与速度的关系,请同学们做下面的问题 “射击时,火药在枪筒中燃烧,燃气膨胀,推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5x103ms32,枪筒长x=0.64m,计算子弹

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。 3．测定反应时间（1）师生合作做一个小游戏：教师出示小书签，用两个手指捏住书签顶端，让一个学生伸出两个手指在书签的下端做好捏住书签的准备，但手指不能碰到书签。当看到教师放开手时，学生立即去捏书签。这个小实验能检验人反应的灵敏程度。日常生活中，有时需要反应灵敏，对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此，当发现某种情况时，能及时采取相应行动，战胜对手，或避免危险。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。（2）指导学生参考书本 P44 的“做一做”设计一个测定反应时间的实验：请一组学生谈谈他们的设计方案：原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。其他组的学生不断补充。最后，形成完整的实验方案：（3）教师用一根“神秘”的尺子检测学生，直接读出反应时间。让学生思考这根尺子的奥秘，并在课后自己制作这么一把“尺”，利用课余时间去检测不同人群的反应时间。三、课后作业（1）阅读书本内容（2）完成 P45 的问题与练习 1~4 2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系【教学目标】 1. 知道匀速直线运动的位移与速度的关系。 2. 理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用。【教学重点】 1. 理解匀变速直线运动的位移及其应用。 2. 理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用。【教学难点】 1. v-t 图象中图线与 t 轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 2. 微元法推导位移公式。【课时安排】 1 课时【教学过程】一、引入新课教师活动：上节课我们学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系，知道了匀变速直线运动的速度－时间图象中，图线与时间轴所围面积等于物体的位移；并推导出了匀变速直线运动的位移－时间公式 2 0 2 1 x = v t + at 。这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。二、进行新课 1. 匀变速直线运动的位移与速度的关系教师活动：我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系，速度与时间的关系，有时还要知道物体的位移与速度的关系，请同学们做下面的问题： “射击时，火药在枪筒中燃烧，燃气膨胀，推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是 a=5x103m/s2，枪筒长 x=0.64m，计算子弹

射出枪口时的速度。并推出物体的位移与速度的关系式学生活动:学生做题并推导出物体的位移与速度的关系:v2-2=2ax 点评:培养学生在解答题目时简化问题的能力和推导能力;在解答匀变速直线运动的问题时,如果已知量和未知量都不涉及时间,应用公式v2-vb=2ax求解,往往会使问题变得简单,方便教师总结:v=10+a①x=v2+at2② v2=2ax③是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式,同学们要理解公式的含义,灵活选择应用教师活动:投影课堂练习(见“实例探究”),适当加入学生的讨论。学生活动:学生完成课堂练点评:在应用中加深对规律的理解课堂总结、点评通过两节课的学习,掌握了匀变速直线运动的三个基本公式,v=v0+at v2=2ax③,这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式,同学们要理解公式的含义,灵活选择应用在利用公式求解时,一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下,以初速度方向为正方向:当a与1方向相同时,a为正值,公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律;当a与w方向相反对,a为负值,公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时,与正方向相同的代人正值,与正方向相反的物理量应代入负值四、实例探究 1.公式x=v021+at2的基本应用 [例1]一辆汽车以10m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过6秒(汽车未停下)。汽车行驶了102m。汽车开始减速时的速度是多少? 分析:汽车一直作匀减速运动,其位移可由多种不同方法求解。 x-at102-×(-1)×6 解法1:由x=va1+ar2得v= =20m/s 所以,汽车开始减速时的速度是20m/s 解法2:整个过程的平均速度节=0,而V=10+a,得节=o2 2 又下=x=102=17m,解得1n 1×6 =20m/s t 6 所以,汽车开始减速时的速度是20m/s 点拨:①运动学公式较多,故同一个题目往往有不同求解方法;②为确定解题结果是否正确,用不同方法求解是一有效措施 2.关于刹车时的误解问题

射出枪口时的速度。并推出物体的位移与速度的关系式。学生活动：学生做题并推导出物体的位移与速度的关系： v v 2ax 2 0 2 − = 点评：培养学生在解答题目时简化问题的能力和推导能力；在解答匀变速直线运动的问题时，如果已知量和未知量都不涉及时间，应用公式 v v 2ax 2 0 2 − = 求解，往往会使问题变得简单，方便。教师总结： v = v + at 0 ① 2 0 2 1 x = v t + at ② v v 2ax 2 0 2 − = ③是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。教师活动：投影课堂练习（见“实例探究”），适当加入学生的讨论。学生活动：学生完成课堂练习。点评：在应用中加深对规律的理解。三、课堂总结、点评通过两节课的学习，掌握了匀变速直线运动的三个基本公式， v = v + at 0 ① 2 0 2 1 x = v t + at ② v v 2ax 2 0 2 − = ③，这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当 a 与 v0 方向相同时，a 为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当 a 与 v0 方向相反对，a 为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。四、实例探究 1. 公式 2 0 2 1 x = v t + at 的基本应用［例 1］一辆汽车以 10m/s2 的加速度做匀减速直线运动，经过 6 秒（汽车未停下）。汽车行驶了 102m。汽车开始减速时的速度是多少？分析：汽车一直作匀减速运动，其位移可由多种不同方法求解。解法 1：由 2 0 2 1 x = v t + at 得 20 6 ( 1) 6 2 1 102 2 1 2 2 0 = −  −  = − = t x at v m/s 所以，汽车开始减速时的速度是 20m/s 解法 2：整个过程的平均速度 2 0 t v v v + = ，而 v v at t = 0 + ，得 2 0 at v = v + 又 17 6 102 = = = t x v m/s，解得 20 2 1 6 17 2 0 = −  = − = − at v v m/s 所以，汽车开始减速时的速度是 20m/s 点拨：①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；②为确定解题结果是否正确，用不同方法求解是一有效措施。 2. 关于刹车时的误解问题

［例 2］在平直公路上，一汽车的速度为 15m／s。，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以 2m/s2 的加速度运动，问刹车后 10s 末车离开始刹车点多远？读题指导：车做减速运动，是否运动了 10s，这是本题必须考虑的。分析：初速度 v0=15m／s，a = -2m／s 2，分析知车运动 7 .5s 就会停下，在后 2 .5s 内，车停止不动。解：设车实际运动时间为 t，v =0，a= - 2m／s 2 由 v = v + at 0 知运动时间 7.5 2 0 15 = − − = − = a v t s 说明刹车后 7 .5s 汽车停止运动。由 v v 2ax 2 0 2 − = 得所以车的位移 56.25 2 ( 2) 15 2 2 2 0 2 =  − − = − = a v v x m 点评：计算题求解，一般应该先用字母代表物理量进行运算，得出用已知量表达未知量的关系式，然后再把数值代入式中，求出未知量的值。这样做能够清楚地看出未知量与已知量的关系，计算也比较简便。 3. 关于先加速后减速问题（图像的巧妙应用）［例 3］从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了 12s 时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时 20s，行进了 50 m。求汽车的最大速度。分析：汽车先做初速度为零的匀加速直线运动，达到最大速度后，立即改做匀减速运动，可以应用解析法，也可应用图像法。解法 1：设最大速度为 vm，由题意，可得方程组 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 x a t v t a t = + m + 1 2 t = t + t 1 1 v a t m = 0 2 2 v a t = m + 整理得 5 20 2 2 50 =  = = t x vm m/s 解法 2：用平均速度公式求解。匀加速阶段和匀减速阶段平均速度相等，都等于 2 m v ，故全过程的平均速度等于 2 m v ，由平均速度公式得 2 m v ＝ t x ，解得 5 20 2 2 50 =  = = t x vm m/s 可见，用平均速度公式求解，非常简便快捷，以后大家要注意这种解法。解法 3：应用图像法，做出运动全过程的 v-t 图像，如图所示，。v-t 图线与 t 轴围成三角形的面积与位移等值，故

人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究5 自由落体运动导学案(3)

人教版高中物理必修1第二章匀变速直线运动的研究5 自由落体运动导学案(3)