自由落体运动案例.docx

《自由落体运动》教学设计
一、课程分析
1．本节课使用的教材是《普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）（人民教育出版社）》,教学的内容是第二章第5节关于自由落体运动的内容。
2．教学内容(教学重点、难点、关键)
　（1）自由落体运动的研究历程中体现出来的科学研究方法。
　（2）对自由落体运动规律的实验探究过程。
　（3）运用自由落体运动的规律解决简单问题。
二、学情分析
1.学生在刚学完匀变速直线运动的规律后，急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，而对自由落体运动的研究，恰恰适应了学生的这一要求，在本节课的学习中，要让学生的认识有进一步的提高。
2.本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。
3.两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献,讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价,这样既可以培养学生热爱科学的思想,又可以活跃课堂气氛。
三、设计理念
本节课从生活实践出发，结合学生在实际生活中的观察，初步了解自由落体运动，并通过对两位科学家对自由落体运动的研究，结合伽利略的理想实验，得出自由落体运动的特点。接着，通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练，让学生初步接受自由落体运动的规律，最后，在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后，通过回扣课堂游戏，使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。
四、学习目标
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理想条件下的运动。
（2）能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能主动分析纸带上记录位移与时间等运动信息。
（3）知道什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道地球上的不同地方，重力加速度不同。
（4）初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生观察、概括能力。
2、过程与方法
通过演示实验让学生从观察实验中分析、归纳出自由落体运动的特点，培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力，培养学生概括物理概念、归纳物理规律的能力。
3、情感态度和价值观
（1）通过演示实验和学生分组实验，培养学生严谨的科学态度，激发学生认识自然、主动探究科学的热情，并使学生学会交流与合作。
（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。
五、教学重点
自由落体运动的概念以及探究自由落体运动的过程。
突破方法：进行实验探究，得出自由落体的的运动特点。
六、教学难点
物体下落的快慢与物体所受重力无关。
突破方法：由于学生对重的物体下落快、轻的物体下落慢的印象深刻，因此课堂上用实验探究的方法，逐步纠正以往错误观点，帮助学生建立正确的观点。
七、教学方法
以探究式为主，以讨论、互动式为辅。结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等。
八、教学用具
纸片若干张、牛顿管、抽气机、打点记时器、多媒体课件等
九、课时安排
1课时
十、教学过程设计
（一）新课引入
设计思路：教师在课堂教学过程中，有意识地创设情境，通过提出一些与课文有关的富有启发性的问题，将学生引入情境之中，容易激发起学习的动机，培养学习兴趣。通过合理创设情境，不仅能起到组织教学的作用，而且能使学生明确学习目标，产生浓厚的学习兴趣。
师：同学们，咱们班哪位同学反应比较快？请到讲台上来。
生：（推荐一位同学）。
师：我们看这位同学能不能抓住这片铁片。（向学生展示长度约为3.5cm的铁片）
师生共同完成这一游戏。
师：同学们，这位同学能抓住这片铁片吗？
生：不能。
师：为什么不能抓住呢？我们在学习了自由落体运动之后，同学们就知道其中的奥秘了。
设计思路：创设问题情境就是在讲授内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”，将学生引入一种与物理问题有关的情境中，造成一种悬念，使学生产生向往、探索的欲望，处于欲摆不能的状态。创设问题情境时应注意：问题要小而具体、新颖有趣、有适当的难度；有启发性，要善于将所要解决的课题寓于学生实际掌握的知识基础之中，造成心理上的悬念。悬念解除之时，也就是正迁移实现之时。
【板书】课题：第五节  自由落体运动
（二）新课研究：
设计思路：在教学中，教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感，同时，教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣，带领学生去探索物理世界的奥秘，就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。
师：同学们，物理规律的研究总是来源于生活，有服务于生活。为了更深入的研究自由落体运动的规律，我们也需要从生活实践出发，来讨论几个问题。
提出问题：在日常生活中，重的物体和轻的物体谁下落的更快一些呢？
生：重的物体下落的快一些。
师：我们通过几个小实验一起验证一下同学们的结论是否正确。
设计学生实验1：纸片和硬币从相同的高度同时下落，看谁下落的快？
学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币要比轻的纸片下落的快。
教师演示牛顿管实验，让学生再次验证自己的结论。
师：两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德也持有这一观点，在人类还处于懵懂时期的时候，亚里士多德就对这一现象作出研究，这本身就值得我们尊敬。但这个观点是否正确呢？我们还是通过实验来验证。
设计学生实验2：将纸片团成纸团，再和硬币从相同的高度同时下落，看谁下落的快？
教师强调，纸团和纸片的质量是相同的。
学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币要和轻的纸团下落的几乎一样快。
提出问题：为什么会得到相互矛盾的结论？
学生思考
师：对表面现象的观察有时会得出错误的结论，我们要用透过现象看本质的研究方法去研究问题。三百多年以前，伽利略就是用这样的方法否定了亚里士多德的观点。
设计思路：教学中应注意新旧知识异同的比较，通过对比，能透过表面现象，看清不同的物理本质。在对比过程中，学生始终处于主动积极、探索进取状态，引起有意注意，促成思维交锋，这样对完善旧知识，自觉完成从旧知识到达新知识的迁移，并巩固新知识，都极为有利。
设计学生实验3：将硬币放在纸片上面组合成一体，和另一相同的纸片从相同的高度同时下落，看谁下落的快？
学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币和纸片的结合体要比轻的纸团下落慢。
提出问题：同学们，现在我想让两者下落的几乎一样快，应该怎样做？
学生讨论并提出实验方案。
生：让纸片包住硬币并团成纸团。
师：同学们实际做一下看看。
学生做实验，并观察实验现象。
教师提出问题：我们做的上述几个实验，为什么会得出不同的结论？
生：有空气阻力的影响。
师：如果我们忽略空气阻力的影响，同学们猜一下，会出现什么情况？
教师演示牛顿管实验，让学生验证自己的猜想。
设计思路：我们在组织教材时，应把基本概念和规律放在首位，突出教材的系统性和规律性。通过上述几个学生实验，让学生充分体验学习的快乐，体验实验探究在物理规律研究中的重要作用；同时也活跃课堂气氛，增强学生的学习兴趣。
【板书】
1、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称为自由落体运动。
师：那么，自由落体运动到底是一种什么样的运动呢？他遵循什么样的规律呢？现在我们通过实验来探究自由落体运动的规律。
教师介绍实验器材，并简单的介绍实验过程和步骤，引导学生进行分组实验。
实验探究过程：（单位：cm，数据均保留到小数点后两位）

S1
S2
S3
S4
S5
S6
S

ΔS

ΔS平均值

a

2.   注：ΔS= S1-S2= S3- S4= S5–S6=aT2
学生进行分组实验，并通过对纸带的分析和数据的处理，探究自由落体运动的特点和规律。
设计思路：物理课堂教学过程中，很多的教学内容都能引起学生学习物理的兴趣。教师要以良好的契机为抓手，立足于诱导学生的学习兴趣。
【板书】
2、自由落体运动的特点：初速度为零的匀加速直线运动。
师：自由落体运动是匀加速直线运动，那么它的加速度是多大呢？我们还是通过实验进行探究。
学生通过对纸带的分析和数据的处理，探究自由落体运动的加速度。
根据实验结果得出自由落体运动加速度记为: g
在不同的纬度和高度时，g值是不一样的，纬度越高g越大，高度越高g越小，在正常情况下g=9.8m/s2，在要求不是很高的情况下，取g=10m/s2。
【板书】
3、自由落体运动加速度：
师：由匀变速直线运动的运动规律可知自由落体运动的规律为：
3、自由落体运动的规律：  

设计思路：在教学中，要引导学生积极地把新概念或规律与自己认知结构中原有的适当概念相联系，把新概念、规律纳入原有概念、规律中，同时使新概念、规律与原有的有关概念、规律进一步分化和融汇贯通，组成一个整体结构。
例题、一块石头从离地面20m高的楼顶自由落下，经过多长时间石头落到地面？石头到达地面时的速度有多大？（忽略空气阻力，g取10m/s2）
解析：设经过时间t石头落到地面，速度为v,由自由落体运动的规律得：

h=1/2gt2 v=gt   
代入数值，解得：t=2s ,v=20m/s

设计思路：通过例题，让学生充分理解自由落体运动的特点和规律，并体验胜利的喜悦。
师：同学们，现在我们回到开课时的小游戏，同学们为什么抓不到铁片呢？人的反应时间很难达到0.1s这么短的时间，那么，同学们计算一下，在0.1s内做自由落体运动的物体下落的高度是多少呢？
学生认真计算，并给出答案：在0.1s内做自由落体运动的物体下落的高度是4.9cm。
师：（展示铁片）这片铁片的长度只有3.5cm。所以，同学们是抓不到的。
设计思路：物理教学中，教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感，教师要从教学效果出发，通过精心设计，将最新的教学理念融入到每节课的教学过程中，注意广泛收集物理学科最新成果，结合教学内容，巧妙地包装，隆重地介绍，激发学生的求知欲和兴趣。
师：本节课的最后，请同学们把课本翻到第45页，利用课本上提供的方法，测量一下你的反应时间。
设计思路：让学生充分体会物理规律在日常生活中的妙用，并通过他们自己测量的反应时间回扣抓铁片的过程，是本节课的教学更加完美。
（三）小结
　　本节课我们学习了
    1、什么是自由落体运动
    2、自由落体运动的特点和规律
3、自由落体加速度　　
（四）板书设计
第五节  自由落体运动
1、自由落体运动
物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。
2、自由落体运动的特点
初速度为零的匀加速直线运动。
3、自由落体加速度
  g=9.8m/s2
4、自由落体运动的规律

十一、教后反思
1、在物理教学中，使学生养成良好的学习习惯、打好基础、培养能力和教师加强必要的指导，是促进知识顺利迁移所不可少的前提。所以教师在采用行之有效的教法、认真研究学生的学法，进行物理教学改革的同时，认真学习知识迁移规律，并考虑影响知识迁移的各种因素，定能提高教学效果。
2、新课程强调学习方式的改变，倡导以“主动、探究、合作”为主要特征的学习方式。
3、“实验启发式”综合教学模式是我们学科的老师在教学实践中总结出来的模式，已在实践中收到一定效果，当然也有待在具体的教学实践中不断地完善，使之变得更科学。
4、本节课探究自由落体运动的规律，从历史上的研究过程入手，所以本节课的思路比较开阔，转折比较多，教师在教学过程中应注意内容的衔接。
5、本节课的演示实验比较多，做好演示实验，有利于帮助学生理解自由落体运动的特点，在本节课的教学中，这一点尤为重要。
不足之处，望同行批评指正。