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【最新2023】人教版高中物理必修一【2.4自由落体运动】教案

更新时间:2023-12-27 文章作者: 信息来源: 阅读次数:
人教版高中物理必修1教学设计
课题 自由落体运动 单元 2 学科 物理 年级 高一
学习Ndk物理好资源网(原物理ok网)
目标
一、知识与技能Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、知道自由落体运动的条件以及运动性质。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、掌握自由落体加速度的大小和方向,并学会逆向思维解决问题。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3、能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
二、过程与方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、小组通过实验探究、讨论交流,体验自由落体运动现象。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、培养学生观察能力、分析能力、推理能力、处理实验数据的能力、Ndk物理好资源网(原物理ok网)
归纳能力等。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
三、情感态度与价值观Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、体会身边的自由落体运动,学以致用,激发学生的学习热情。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、通过应用自由落体运动规律,解决实际问题,培养学生关注生活的态度。
重点 自由落体运动的特点和规律。
难点 1、自由落体运动的性质Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、用自由落体运动公式解决生活中的实际问题
 
 
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课  Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:常见物体的下落Ndk物理好资源网(原物理ok网)
物体下落的运动是司空见惯的,例如雨滴下落,雪花纷飞、树叶飘落等,但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:尺子Ndk物理好资源网(原物理ok网)
教师:大家都知道尺子的用途是,测量长度,而且只能测量,20cm以内的长度,且精度为1mm,如果有人想要测量同学们的反应时间的快慢,我会用到什么工具呢?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
同学们:秒表Ndk物理好资源网(原物理ok网)
教师:如果我用尺子测定你们的反应时间,有人会相信么?好下面我就测定每组1位同学的反应时间。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
第一组:26cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
第二组:24cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
第三组:20cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
先问题暂时放一下,下面我来教你们方法,Ndk物理好资源网(原物理ok网)
你们自己算?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:亚里士多德Ndk物理好资源网(原物理ok网)
教师叙述亚里士多德的观点:二千多年前,古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关,重的物体下落得快。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
他的这一论断符合人们的常识,以至于其后两千年的时间里,大家都奉为经典,从现在起推翻你们这错误思想,你能举例推翻这一结论吗?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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出示参考答案:取两张质量不同的纸,取质量小揉成纸团,再让它们同时下落。可观察到什么现象?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
现象:质量小的纸团下落的快。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
教师总结:可见亚里士多德的观点是错误的Ndk物理好资源网(原物理ok网)
影响落体运动快慢的因素可能是空气阻力的作用。
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观察图片Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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参加小游戏Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生观察并思考,提出自己的猜想,并动手设计自己的可行方案。说出实验现象以及结论Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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了解常见的物体下落的现象Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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掌握一定的历史史实,学会一些基本的推理方法,初步养成置疑的习惯,激发学生的学习兴趣。
讲授新课 一、自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、伽利略认为,根据亚里士多德的论断,会推出相互矛盾的结论。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:大小石头Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)假定大石头的下落速度为8,块小石头的下落速度为4,当把两块石头捆在一起时,大石头会被小石头拖着而变慢。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
结论1:整个物体的下落速度应该小于8;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)把两块石头捆在一起后,整体重量增加,则速度增加。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
结论2:整个物体下落的速度应该比8还要大。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
教师总结:这种相互矛盾的结论,说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
那么,轻重不同的物体下落的情况到底怎样?下面我们一起来做个比较精细的实验,仔细研究一下。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、演示实验:轻重不同的物体下落快慢的研究Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:牛顿管Ndk物理好资源网(原物理ok网)
甲 有空气    乙 真空Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)实验器材:牛顿管(一个两端封闭的玻璃管,其中一端有一个开关,玻璃管可以与外界相通)、真空泵、质量不相同的铁片和羽毛等。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)实验步骤Ndk物理好资源网(原物理ok网)
①在有空气阻力时,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
②把玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,观察物体下落的情况;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
③启动真空泵,把牛顿管里的空气抽出一些,把玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,观察物体下落的情况;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
④把牛顿管里的空气几乎全部抽出,重复步骤③,观察物体下落的情况。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)演示牛顿管的实验视频Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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教师总结:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(4)实验现象:如果牛顿管里有空气,金属片和羽毛下落的快慢不同;把牛顿管里的空气抽出一些,金属片和羽毛下落的快慢就变得接近;当把牛顿管里的空气几乎全部抽出时,金属片和羽毛下落的快慢就相同了。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(5)实验结论:在没有空气的空间里,物体下落的快慢相同Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3.自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)定义:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)特点:只受重力、v0=0Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
由上面的实验我们可以看到,自由落体运动是加速运动。那么,它的加速度在下落过程中是否变化呢?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
例1.自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)定义:物体只在______作用下从______开始下落的运动;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)物体的下落可看作自由落体运动的条件:空气阻力的作用______,可以______。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】重力    静止    比较小    忽略   Ndk物理好资源网(原物理ok网)
例2.判断下列说法的正误.Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)重的物体总是比轻的物体下落得快.(____)Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动.(____)Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.(____)Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】错误    错误    错误      Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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二、实验:研究自由落体运动的规律Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、实验器材:铁架台、打点计时器、纸带、学生电源、夹子、导线、重物。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、原理:纸带在重物的作用下自由下落,纸带受到的阻力较小,近似认为纸带做自由落体运动,根据打出的纸带点的情况,分析出重物的运动规律。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:打点计时器Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3、实验步骤:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
①把打点计时器竖直固定在铁架台上,纸带一端系着重物,另一端穿过计时器。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
②让重物靠近打点计时器,用手捏住纸带上端,先启动打点计时器,后松手后重物自由下落,计时器在纸带上留下一串小点,最后要关闭电源。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
③仿照前面对小车运动的研究,测量重物下落的加速度。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
④改变重物的质量,重复上面的实验。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
4、数据处理Ndk物理好资源网(原物理ok网)
 (1)计数点瞬时速度的求法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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例题:计数点2时的瞬时速度Ndk物理好资源网(原物理ok网)
参考答案Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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用计算较准确的平均速度来代替某点的瞬时速度。   Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示纸带:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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    教师出示计算结果和图像Ndk物理好资源网(原物理ok网)
试验结论:v-t图像为一条倾斜的直线,所以自由有落体运动是匀变速直线运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
实验误差:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1.纸带与打点计时器的摩擦Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2.空气阻力的影响Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3.测量误差Ndk物理好资源网(原物理ok网)
知识拓展Ndk物理好资源网(原物理ok网)
由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离,若△S= S2-S1=……=C(常数),即若两连续相等的时间间隔的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
△S =aT2Ndk物理好资源网(原物理ok网)
三、自由落体加速度Ndk物理好资源网(原物理ok网)
对不同物体进行的实验结果表明,在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、定义:物体在自由落体运动中的加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、符号:通常用g表示。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3、方向:竖直向下。
地 点 纬  度 重力加速度
赤道海平面 9.780
马尼拉 14°35′ 9.784
广州 23°06′ 9.788
武汉 30°33′ 9.794
上海 31°12′ 9.794
东京 35°43′ 9.798
北京 39°56′ 9.801
纽约 40°40′ 9.803
莫斯科 55°45′  9.816
北极 90° 9.832
 
你从表中发现了什么规律吗?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
做一做:用手机测自由落体加速度Ndk物理好资源网(原物理ok网)
阅读课文用手机自己测一测自由落体加速度。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:手机截屏的自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
用手托着手机,打开加速度传感器,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,观察手机屏幕上加速度传感器的图像。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
四、自由落体运动的规律Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
你能根据匀变速直线运动的基本公式,总结自由落体运动的规律吗?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
自由落体运动规律
匀变速直线运动 自由落体运动规律
师:予人以鱼不如予人以渔,“渔”给你了,Ndk物理好资源网(原物理ok网)
你们算算谁的反应时间快Ndk物理好资源网(原物理ok网)
第一组:26cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
第二组:24cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
第三组:20cmNdk物理好资源网(原物理ok网)
科学漫步 伽利略对自由落体运动的研究Ndk物理好资源网(原物理ok网)
认真阅读课本,了解伽利略对自由落体运动的研究过程Ndk物理好资源网(原物理ok网)
出示图片:伽利略在做铜球沿斜面运动的实验(油画)Ndk物理好资源网(原物理ok网)
斜面的倾角增大到90°,这时小球的运动就是自由落体运动,这时小球仍然会保持匀加速运动的性质,而且所有物体下落时的加速度都是一样的!Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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课堂练习Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1.自由落体加速度Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都______,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作______,通常用g表示。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)自由落体加速度方向:______。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)自由落体加速度大小Ndk物理好资源网(原物理ok网)
a.在地球表面,g值随纬度的增大而逐渐______;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
b.一般取值:g=9.8m/s2或g=______。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】相同    重力加速度    竖直向下    增大    10 m/s2Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2.自由落体运动的规律Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为______的______运动;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)匀变速直线运动的基本公式及其推论都______自由落体运动;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)自由落体运动的速度、位移与时间的关系式:v=___________, ___________。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】0 匀加速直线 适用于 gt eqIdbf795b2b6aea41babc92a54b3060cf97                 3、关于自由落体运动,下列说法中正确的是(    )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.自由落体运动是匀变速直线运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
B.自由落体运动是物体不受力的运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
C.自由落体运动是加速度为g的曲线运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
D.纸片在大气中的下落是自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ANdk物理好资源网(原物理ok网)
4..关于自由落体运动,下列说法正确的是(  )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.下落时间由下落的高度决定 B.重的物体下落快,轻的物体下落慢Ndk物理好资源网(原物理ok网)
C.自由落体的位移与时间成正比     D.自由落体的位移与速度成正比Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ANdk物理好资源网(原物理ok网)
5.伽利略对自由落体运动的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是(  )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.对自然现象进行总结归纳的方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
B.用科学实验进行探究的方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
C.对自然现象进行总结归纳,并用实验进行验证的方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
D.抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DNdk物理好资源网(原物理ok网)
6.1971年,美国宇航员大卫•斯科特在登上月球后,从同一高度同时由静止释放锤子和羽毛(如图所示),则下落过程中( )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.锤子比羽毛速度变化大Ndk物理好资源网(原物理ok网)
B.羽毛比锤子速度变化大Ndk物理好资源网(原物理ok网)
C.锤子比羽毛加速度大Ndk物理好资源网(原物理ok网)
D.锤子和羽毛加速度一样大Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DNdk物理好资源网(原物理ok网)
7.物体自某一高处做自由落体运动的平均速度为10m/s,则该高度为(g取10m/s2)(  )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.5.0m B.10m  C.20m  D.25mNdk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】CNdk物理好资源网(原物理ok网)
拓展提高Ndk物理好资源网(原物理ok网)
1、人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间.如图,同学甲两个手指捏住木尺一端,同学乙在木尺另一端零刻度处做握尺准备,且手的任何部位都与尺不接触.当乙看到甲放手时,他立即握住木尺,发现所握处刻度值为20cm,则同学乙的反应时间为(  )(g取10m/s2).Ndk物理好资源网(原物理ok网)
figureNdk物理好资源网(原物理ok网)
A.0.2s  B.0.1s   C.0.02s D.0.5sNdk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ANdk物理好资源网(原物理ok网)
2、自由下落的物体,当它落到全程的一半和全程所用的时间的比是(     )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.1:2 B.2 :1   C.2: eqId317ed84d205b4156847380f7e9f38b08     D.1: eqId317ed84d205b4156847380f7e9f38b08Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DNdk物理好资源网(原物理ok网)
3.下列关于重力加速度的说法正确的是(    )Ndk物理好资源网(原物理ok网)
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向Ndk物理好资源网(原物理ok网)
B.纬度越高的地方,重力加速度的值越小Ndk物理好资源网(原物理ok网)
C.在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度是相同的Ndk物理好资源网(原物理ok网)
D.在地球上同一地方,离地面越高重力加速度的值越小Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】CDNdk物理好资源网(原物理ok网)
4.从离地面高为H=80m的高空自由下落一个小球,(取g=10m/s2.)求:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)小球经过多长时间落到地面;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)小球落地的速度大小;Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)小球最后1s内下落的位移.Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)4s;(2)40m/s;(3)35m.Ndk物理好资源网(原物理ok网)
【详解】Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(1)根据 eqId04499fb11ed54887a0610f46ae1b0ef6得下落时间为:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
eqId6c0f34df605d47288d3ca0533f501cc3Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(2)根据速度公式可得小球落地的速度为:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
v=gt=10×4m/s=40m/s.Ndk物理好资源网(原物理ok网)
(3)小球在最后1s内下落的位移为:Ndk物理好资源网(原物理ok网)
eqId87b90048bff24d068887f97be499d4da
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阅读课文,说出根据亚里士多德的观点,会推出相互矛盾的结论是什么。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生掌握实验步骤Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生观察实验说一说看到的实验现象和实验结论Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生回答对自由落体运动的认识,并给出一个定性的说法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生练习Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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阅读课文结合之前学的知识说一说实验器材Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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阅读实验步骤Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生观察纸带并计算瞬时速度,然后画出图像,Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生看书中列表,尝试从表中寻找规律,这一规律是怎样产生的?Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生掌握自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,并说出自由落体运动的规律Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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学生练习Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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锻炼学生自主学习能力以及总结能力Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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了解实验实验过程Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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锻炼学生的观察总结能力。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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培养学生利用物理语言,归纳总结规律的能力。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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掌握自由落体运动基本概念Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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锻炼学生的观察能力Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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了解自由落体运动打纸带的方法Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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锻炼学生处理数据的能力Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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理解掌握自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点)。引导学生学会分析数据,归纳总结规律。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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注重知识结构的逻辑性,不但掌握物理规律,还要掌握研究物理过程中使用的科学的思想方法。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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了解伽利略对自由落体运动的研究Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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巩固本节知识Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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课堂小结 1、自由落体运动:初速度为零的匀加速直线运动。Ndk物理好资源网(原物理ok网)
2、条件:初速度为零,只受重力Ndk物理好资源网(原物理ok网)
3、大小:一般 g =9.8m/s2,粗略计算 g=10m/s2Ndk物理好资源网(原物理ok网)
4、自由落体运动规律Ndk物理好资源网(原物理ok网)
梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述,查漏补缺,并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、自由落体运动Ndk物理好资源网(原物理ok网)
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