《自由落体运动》教学设计

中图分类号：G4

基本信息

课题

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》（必修1）第二章《匀变速直线运动的研究》第五节《自由落体运动》教学设计与反思

教材分析

落体运动是一种常见的运动,伽利略对自由落体运动的研究意义重大.关于自由落体运动的学习分成两节来讲授.本节按照伽利略对自由落体运动的研究过程和科学思维过程,使学生认识自由落体运动,通过实验演示分析得出自由落体运动的概念和条件.下一节通过学生自主实验,分析得出自由落体运动的性质和规律,明确重力加速度的意义.

学情分析

在前面的教学中,学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念,并用电火花打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动,同时对物理学中的理想模型有了一定的认识,具备了初步的逻辑思维能力和科学抽象的研究方法.由于本节课以老师演示实验和学生自主实验探究相结合,培养学生的逻辑思维能力、观察能力和动手能力.

教学目标

1.知识与技能

（1）认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动.

（2）能用打点计时器得到相关的运动轨迹,并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动..

（3）知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同.

（4）掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题.

2.过程与方法

指导学生进行不同层次的实验探究,从探究物体下落快慢与质量的关系开始,接着探究物体自由下落的运动规律和加速度,直到最后利用自由落体规律探究生活中一些自由落体运动的规律.在探究过程中让学生进一步体验科学探究方法：

（1）会根据现象进行合理检测设与猜想的探究方法.

（2）会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法.

3.情感态度价值观

（1）通过实验探究落体运动的规律,调动学生积极参与讨论,激发学习兴趣,增强求知的.

（2）调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力.

（3）渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体.

（4）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风.

教学重点和难点

1.教学重点

（1）自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程.

（2）掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题.

2.教学难点

理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题

教学过程

教学环节

教师活动

预设学生行为

设计意图

新课引入

我们已经学习匀变速直线运动的规律,下面我们一起来研究我们常见的运动──落体运动.（幻灯片展示日常生活及自然界中常见的落体运动,如雪花、树叶的飘落,雨滴的下落,伞兵跳伞,流星划过天际等）

学生补充举例日常生活中还有哪些落体运动?

调动学生积极参与讨论的兴趣

新课教学

从上面的实例中可以看出物理的下落的快慢一样吗?落体运动的快慢与什么因素有关?

提出疑问：以经验来看是否重的物体一定下落得快?

简介亚里士多德

实验演示1：教师从同一高度同时释放光盘和纸片.

实验结论：重的物体比轻的物体下落地快.

实验演示2：教师然后把纸片揉成团,从同一高度同时释放光盘和纸团.

实验结论：轻的物体比重的物体下落地快.

学生从上述实验中出现矛盾的结论,可以猜想到是空气阻力影响.

猜想：影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗?

教师演示实验,验证猜想：牛顿管实验.（可考虑用电脑课件,老师同步讲解.）

学生在教师的引导下可以从实验中得出结论：物体下落受到空气阻力的影响.没有空气阻力时,物体下落过程中运动快慢与质量无关.

引入自由落体运动的概念

一、自由落体运动

1.定义：物体仅在重力作用下,从静止（即初速度为零）开始竖直下落的运动,叫做自由落体运动.

2.条件：

（1）、没有空气（真空）,或空气阻力对物体的运动影响比较小.

（2）、静止释放（v0等于0）

直接经验：重得物体下落快

学生小组内相互交流对落体运动快慢的经验感受.

学生阅读课本有关亚里士多德的资料

提醒学生仔细观察实验现象归纳结论

学生可以得出是空气阻力影响了物体的下落快慢

引导学生从观察到的实验现象得出结论.猜想、观察、思考、理解

引导学生归纳自由落体运动的条件

此环节将对落体运动的研究落实在其运动的快慢上,直接问“是否重的物体一定下落得快”是为了更易进入主题.

教学的重心应放在精心准备的语言讲解上,归纳、认识、分析、发现.作出科学猜想,然后验证猜想,对学生进行科学方法教育,强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解.此处由学生做结论时可以的,但学生的结论不应是最后结论,最后结论应是教师给出的,以加深学生的认识.

通过牛顿管实验使学生认识：（1）探究现象背后的实质原因必须考虑或排除外界因素干扰.（2）科学实验是科学探究的有效方法.

概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动,实际生活中物体受到空气阻力.

课堂练习

1.关于自由落体问题,下列说法中正确的（ ）：

A：重的物体下落得快

B：轻的物体下落得快

C：物体下落得快慢会受到空气阻力的影响

D：在没有空气阻力的影响时,轻、重物体的自由下落是一样快的. 2、关于自由落体运动,下列说法中正确的（ ）：

A：物体竖直向下的运动就是自由落体运动

B：从静止开始的运动是自由落体运动

C：只在重力作用下的运动是自由落体运动

D：以上说法都不正确

二、自主实验探究自由落体

（1）引问：若要研究某种运动规律,我们可以采用怎样的方法和器材?

（2）组织学生分组实验：利用打点计时器记录重物的下落过程.

（3）引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析：

A.轨迹──直线? 方向──竖直向下

B.变速──速度越来越大──比较相等时间内发生的位移

用相邻的位移差是否相等来判断自由落体运动是不是交匀加速运动,并且可以用逐差法求出加速度,从而归纳出自由落体运动的性质及规律,给出重力加速度的概念,总结自由落体运动的公式.

学生举手回答

学会回顾前面学习匀变速直线运动的体验,可想到：利用打点计时器研究.

小组实验、操作、记录、思考、交流讨论,

处理实验数据

求证自由落体运动的性质

学生先默写出描述匀变速运动的四个公式,再对照写出自由落体运动公式.叫一个在黑板上写.

通过练习加深对自由落体运动的理解

提醒学生操作注意事项

可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理,重点强调任意两个相邻点（无论匀速或变速）的等时性.

引导思考讨论

归纳总结

课堂练习

3.甲物体的重量比乙物体大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处与甲物体同时自由落下,在它们落地之前,下列说法中正确的是 （ ）

A.两物体下落过程中,在同一时刻甲的速度比乙的速度大

B.下落1s末,它们的速度相同

C.各自下落1m时,它们的速度相同

D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大

叫一学生在黑板上做,其它的在练习本上做

应用自由落体运动的规律解决问题,达到熟记熟用.

自我小结

让学生概括总结本节的内容

叫一个同学到口述总结

总结课堂内容,培养学生概括总结能力.让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架

作业布置

课本P45第2、4题

板书设计

2.5自由落体运动

一、自由落体运动

1.定义；（略）

2.条件：（略）

二、自由落体运动的规律

1.自由落体运动的规律是一种初速度为零的匀加速运动.

2.重力加速度

方向：竖直向下

大小：g等于g 等于9.8m/s2或g 等于10m/s2

3.公式表达：（略）

学生学习活动评价设计

为能更好的调动学生的学习积极性与主动性,增强学习和教学效果,评价方案如下：

评价分为预习、课堂表现、课堂检测.

1.预习笔记和作业10分.

2.课堂表现①上课时能认真听讲,认真做笔记者10分；

②组员能够在组长的安排协调下积极配合活动（实验活动）者得10分.

③能提出一些自己的困惑或见解者得5分.

3.课堂检测

①积极回答问题或能及时准确完成课堂练习10分；

②有不同于老师的解法或解答10分.

教学反思

1、本节课从日常生活中的落体运动引入,创设问题情景,建立问题期待.学生的举例是五花八门,分析物体所受空气阻力与哪些因素有关时,可以说是面面俱到,物体的形状大小、表面积、体积、密度等.在以后上这节时教师要考虑的全面细致,分类归纳.

2.牛顿管演示实验观察现象不太明显,应该配以实验录像或课件,效果会更好.

3、学生在自主探究实验中,要把打点计时器固定在铁架台上,我们高一组有位老师建议把打点计时器固定在实验桌的边缘.这样的改进效果更好,一来打点计时器工作是更稳定牢固,二来学生便于提拿纸带.

教师不仅在课前要认真备课,准备充分,更重要的是在上课时随机应变,灵活变通.