《自由落体运动》教学设计.docx

2015年全国中小学骨干教师培训
中学物理实践研修成果
教学基本信息
题 目
自由落体运动
学 科
高中物理必修一(教科版)
年 级
高一年级

个人基本信息
研修成果设计者
姓 名
工 作 单 位
郝加勇
四川省筠连县中学

一、教材分析
教科版高中物理必修一第一章第七节《自由落体运动》，本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，不仅使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识和规律在实际问题中的应用，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果. 另外，在学习过程中要让学生逐步体会伽利略的“提出假设—数学推理——实验验证——合理外推”的研究方法，伽利略对自由落体的研究开创了科学的实验方法，促进了物理学的发展,为人类认识自然提供了一种重要的研究方法. 爱因斯坦在评价伽利略的成就时说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”因此，伽利略对自由落体的研究是方法教育和情感教育的好素材，教学过程还应让学生感受科学家的探索精神,体验科学探究的方法，让学生获得成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和科学探究的精神。
二、学情分析
学生已认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，理解并掌握匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如控制变量法、转换法、理想模型法、公式法和图像法等等，以及测加速度、处理实验数据等方法；学生已经基本能够通过公式和图像分析简单匀变速直线运动的规律，学生已经基本能够根据匀变速直线运动的规律解决简单的实际问题。
三、教学目标
(一)、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、知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，知道其加速度；
3、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；
4、掌握自由落体运动的规律。
（二）、过程与方法
1、培养学生的观察能力和逻辑推理能力；
2、进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；
3、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。
（三）、情感态度与价值观
1、调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力；
2、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；
3、通过伽利略的发现问题、逻辑推理到科学探究、实验验证，培养学生学会质疑和科学探究的科学素养。
四、教学重点
1、认识自由落体运动及影响物体下落快慢的因素 
2、掌握自由落体运动规律的推导及其应用
五、教学难点
1、影响物体下落快慢的因素
2、自由落体运动规律的推导及其应用
六、教学方法
探究法、讲授法、学生合作讨论法
七、教学器具
牛顿管、橡皮块、两张相同的纸
八、教学过程
一、自由落体运动
1．思考与讨论：
（1）重的物体下落得快？还是轻的物体下落得快？
（2）请举出一重的物体下落快的实例？（演示一张纸和一块橡皮下落的现象）
师：是否一定是重的物体下落的快？
在17世纪时著名物理学家伽利略就用一种巧妙的推理方法——归谬法来进行推理：
①、设一块大石头的下落比一块小石头下落快。
②、两块石头的总重量最大，它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何？
③、如把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢；下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果如何？
④这与重的物体先落地的结论矛盾。
请一个学生来做个实验：半张纸揉成的纸团和一大张纸片同时从同一高度下落情况，请同学观察。 
师：这样看来，重的物体有时下快，有时轻的物体下落的快。请同学们比较一下上面的几个实验并讨论是什么因素影响了物体下落的速度？
2．分析引导：
（1）教师指出：上述实验现象表明物体下落快慢与轻重无关，是因为有空气阻力存在使现象变得复杂。在17世纪，伽利略曾做过著名的比萨斜塔实验，实验发现：质量不同的铁球和木球几乎同时落地。
（2）提问：如果没有空气阻力，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何？（3）演示：按教材要求做“牛顿管”实验。
3．总结归纳：
（1）“牛顿管”实验结论：质量不同的羽毛硬币等物体在没有空气阻力的情况下，下落的快慢是相同的。并比较一下牛顿管放入空气后的实验现象，引出自
由落体运动的定义。
师：自由落体运动是一种什么运动呢？我们会猜想它会不会就是初速为零的匀变速直线运动呢？这样需要来证明才能确定。
（2）指导学生看“自由落体运动的频闪效果”的插图。
提问：如何证明自由落体运动是匀变速直线运动？
（3）分析频闪照片，分析出自由落体运动是加速运动，进而指出，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
（4）结论：自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1．分析引导：在同一地点，从同一高度同时下落的物体，下落到同一位置时（这个位置是任意的）所用时间总是相同的。可知：这些初速度为零的匀加速运动，在相同时间里发生了相等的位移，根据加速度定义式得它们的加速度必相同。
2．教师引导学生看书，记住重力加速度的方向，了解一些地区的重力加速度的数值。并让学生比较与前面学到的g的数值大小，并强调这个重力加速度就是前面我们学到的常数g。
3．教师引导学生根据匀变速运动的公式，推导出自由落体运动的公式：
三、例题
例：《北京晚报》报道：一小孩从15m高的楼层掉下，被下面的一位叔叔伸开双臂接住化险为夷，幸免于难，试求：
(1)该小孩在空中下落的时间为多少？
(2)该叔叔接住小孩时，小孩的速度为多少？

四、课后探究
　 测自己的反应时间：（请学生说明这样测量的理由。并要求学生课后测量一下自己的反应时间。现场可测几个同学的反应时间。）
五、课后思考题
1．想测出一幢楼的高度，你用所学过的知识设计测量方案。(请学生来思考作答)

2．一个物体从塔顶自由下落，在到达地面前最后1秒内的位移是整个位移的9/25，求塔高。（指导学生，让学生自己解答）

九、板书设计
（一）自由落体运动
1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的直线运动。
2．条件：
(1)只受重力作用。
(2)从静止开始下落。
3．性质：初速度为零的匀加速直线运动。
（二）自由落体加速度
1．方向：竖直向下。
2．大小：通常取g=9．8m/s2，有时g=10m/s2。
相关因素：（1）随纬度的增加而增大。
（2）随高度的增加而减少。
（三）例题
十、教学设计
1. 活动的设计为教学目标服务，并要求符合学生的认知规律； 
2. 活动的组织有清晰的指令，问题明确，过程具体，解决问题的方法能有效渗透，不同学生各有收获； 
3．能够抓住课堂生成的问题进行拓展，对课堂可能出现的问题有应对的办法；
4．有意识的对活动的效果观测和调控。
十一、教学反思
1、教学目标是否贯彻落实；
2、教学设计是否合理，是否符合学生现有的知识储备和认知规律； 
3、对教师教学环节或者学生学习环节中出现的问题，是否及时处理和调控，是否考虑郭这些问题出现的原因； 
4、如果让我重新上《自由落体运动》这一节，还有那些方面需要改进？