匀变速直线运动规律AB.doc

匀变速直线运动规律――自由落体运动教学设计
兴宁市宁中中学 黄建军
教学设计理念
　　利用新的教学理念明确提出以学生为主体的思想，充分发挥学生的主动性。本节课的教学以建构主义学习理论为指导，以学生为中心，以问题为出发点。课堂教学过程成为学生自主地进行探究分析、归纳总结等信息加工和知识体系建构以及创新能力发展的过程。教师在教学过程中则适时介入，引导，启发，组织，帮助，促进；学生则养成科学的思维习惯，自主学习以及协作学习的方法。
　教学内容
《普通高中课程标准物理教科书 物理（必修一）》　　
教学目标
　　一、知识与技能
　　1．理解什么是自由落体运动，知道自由落体运动是一种理想模型。
　　2．知道什么是自由落体加速度，知道它的方向。知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同；
　　3．掌握自由落体运动的规律并用来解决实际问题。
　　二、过程与方法
　　1.进一步了解假设→推理→实验验证→得出结论的科学研究方法；
　　2.进一步了解从简单问题入手和理想化方法；
　　3.了解伽利略在研究落体运动中采用的研究方法；
　　4.培养观察能力、推理能力、分析综合能力和自主学习、合作学习能力。
　　三、情感态度价值观
　　1．通过回顾伽利略对落体运动的研究的历史，学习科学家严谨认真，敢于质疑的科学态度。
　　2．通过亲身体验、合作探究自由落体运动的规律，切身体会科学探究、追求真理的快乐。
　　学情素养与教材分析
　　学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识，掌握了一定的实验操作技能，具备了一定的学习基础，能够开展小组学习活动。但我校的学生，入学起点低，基础薄弱，实验动手能力不强，抽象思维能力及知识应用能力相对较低。
　　《自由落体运动》是在学习“匀变速直线运动规律”之后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究，一方面是对前面知识的复习和巩固，也加强了课本知识与实际生活的联系；另一方面通过研究物理问题的基本思路和科学方法的学习，为今后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。因此，本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系实际生活的应用课，也是后继学习的知识准备课。它在教材中具有重要的地位和作用。
　　教学重点
　　1、理解自由落体运动及其遵从的条件
　　2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题
　　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
　　教学准备 等大的四张纸片和一块金属片；真空管及抽气机1台；多媒体教学系统及自制课件；铁架台、打点计时器、纸带、米尺（配套23组）等
　　教学过程
　　一、复习提问
　　（辅助多媒体）
　　1．《匀变速直线运动》的规律2．频闪照相法及其应用3．打点计时器及其应用
　　[设计意图] 为本节课的学习作好铺垫
　　二、新课教学
　　教师活动：（演示1）多种小物体的下落。指出在地面附近的任何物体，脱离支持物后，竖直落向地面的运动叫做落体运动。
　　提出问题：落体运动的快慢与哪些因素有关呢？我们应该在什么样的条件下研究落体的运动？落体运动的性质怎样？遵循什么样的规律呢？这就是本节要研究的问题。
　　[设计意图] 提出本节课的目标，激起学生的求知欲。
　　1、自由落体运动
　　（演示1）取等大的金属片和纸片，让他们从同一高度同时下落。
　　教师引导学生观察现象，分析总结出结论。
　　学生活动：观察出金属片下落得比较快，得出物体越重下落越快
　　（演示2）取金属片，把纸片捏成团，让他们从同一高度同时下落
　　教师引导学生观察现象，分析总结出结论。
　　学生活动：观察出纸团下落得比较快，得出物体越轻下落越快
　　（演示3）取两张完全相同的纸片，他们的重力相同，这样重力对下落的作用是相同的（采取控制变量法），在把其中一张捏成团，让他们从同一高度同时下落。
　　教师活动：引导学生观察现象，分析总结出结论。
　　学生活动：观察出纸团下落得比较快，得出重力相同的两个物体下落的快慢可能不同。
　　教师活动：适当的引导在探究这个落体运动的快慢如果停留在“物体下落的快慢和轻、重有什么关系”这个问题上是找不到出路的，必须换个角度来研究这个问题。
　　学生置疑：那么，除了物体的重力外，影响物体下落快慢的因素还有什么呢？分析得出是空气阻力。
　　[设计意图] 实验设疑，引出矛盾的结论，揭示问题的复杂性，激起学生的求知欲和探究落体运动的热情。
　　[学情预设]通过以上相互矛盾的结论，学生思维活跃积极思考。学生相互交流、激烈探讨，出现不同的观点。教师进行适当的引导。
　　（演示4）用牛顿管演示小纸片和硬币在空气中和真空不同条件下的下落情况。
　　教师引导学生观察现象、分析、得出自由落体运动的条件。
　　教师总结：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。
　　[学情预设] 学生对观察、实验得到的现象进行分析后对自由落体运动有所认识，并给出一个定性的说法（学生的总结可能不够准确，注意引导）
　　[设计意图] 在实验过程中去观察和思考，进一步验证猜想，让学生学会如何透过生活中的表面现象去探索物理规律的方法（观察思考→提出问题→猜想→设计实验→实验→分析论证）。培养学生的观察能力和分析能力，培养学生利用物理语言，归纳总结规律的能力。
　　提出问题：从前面的几个实验中我们知道，自由落体运动是一种变速直线运动。这种运动是什么性质的运动呢？是一般的变速直线运动，还是匀变速直线运动呢？（学生思考、讨论）
　　师生互动：多媒体展示频闪照片（定性分析）从照片中可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，表明小球在做加速运动。
　　学生活动：用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，分析不同的纸带总结得出结论（定量分析）
　　教师引导：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点间隔相同就说明它们的加速度是相同的。
　　师生互动总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
　　[学情预设]学生已有了匀变速直线运动的实验探究的基础，但掌握的不是很好还会存在一些问题。在学生的实际操作中教师应及时进行辅导。
　　[设计意图] 在实验过程中让学生学会去探索物理规律发现内在的东西，培养学生的观察能力和分析能力。进一步巩固打点计时器的应用和加深匀变速直线运动的理解。
　　[知识连接]古希腊的哲学家亚里士多德和意大利物理学家伽利略探索自由落体运动规律的过程。
　　[设计意图]使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材。学习科学家严谨认真，敢于质疑的科学态度，学会用科学实验去检验真理。
　　2、自由落体加速度
　　教师引导学生对上面的实验探究进行分析总结，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，
　　符号：g
　　方向：竖直向下（与重力方向一致）
　　学生活动：学生看书中列表，尝试从表中寻找规律，
　　大小：与地点有关。一般计算中g=9.8m/s2，粗略计算中可以取g=10m/s2
　　[设计意图]引导学生学会分析数据，归纳总结规律，培养学生的分析能力和综合能力。
　　3、自由落体运动的规律
　　师生互动：自由落体运动的规律
　　(1)规律：速度变化规律 Vt＝gt
　　位移变化规律 S＝gt2/2
　　(2)推论：Vt2＝2gs
　　(3)特点：V1∶V2∶V3…＝1∶2∶3…
　　S1∶S2∶S3…＝12∶22∶32…
　　SⅠ∶SⅡ∶SⅢ…＝1∶3∶5…
　　ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝gT2
　　[知识连接]匀变速直线运动的规律
　　4、自由落体规律的应用
　　教师活动：展台展示P(49) 的讨论与交流
　　学生活动：学习独立作答；学生解答完毕后相互讨论和检查结果。
　　[学情预设]大部分学生会把测得的时间当成自由落体运动的时间，引导学生对实际问题的理想化处理，注意理想化可能带来的误差。
　　[设计意图]通过练习培养学生运用所学的规律解决实际问题的能力。进一步加深对自由落体运动是一种初速度为零的匀变速直线运动的理解。
　　5、学生探究：P（47）的迷你实验室（课后完成）
　　教师提出问题：
　　1、如课本给你一把尺子能否运用本节所学知识测定一下你的反应时间？
　　2、你的理论依据是什么？建议学生课下测出自己的反应时间，将自己的尺子改造成“反应时间尺”并将其运用到生活实际中，将其作为一个研究课题。
　　[学情预设]学生分组思考提出方案，并解释原理，确定研究课题。
　　[设计意图]初步培养学生合作交流的愿望，能主动与人合作，激发学生对物理的学习兴趣。利用实例激发学生对科学的求知欲。
　　设计思路
　　本节是一个典型的科学探究，设计时以实验探索为主线。从生活经验出发，以几个演示实验入手，使学生由表面现象得到的结论陷入自相矛盾的境地，进而引起学生的兴趣、求知的欲望。通过对实验结果的分析和学生相互讨论交流得出结论：与质量无关。然后教师进一步做“真空管”的演示实验，在实验过程中去观察和思考，进一步验证猜想，让学生学会如何透过生活中的表面现象去探索物理规律的方法（观察思考→提出问题→猜想→设计实验→实验→分析论证）。同时让学生学会：相信权威，不迷信权威；敢于怀疑，学会质凝；学会用科学实验去检验真理。通过上述的分析论证后，引出自由落体运动；学生讨论交流自由落体运动的特点，并分析什么样的实际落体运动可当作自由落体运动，让学生明白自由落体运动只是一种理想化了的模型。
　　到此提出自由落体运动到底有什么规律，怎样进行研究？通过引导学生对频闪照片的定性分析是一种变速直线运动。进而利用打点计时器进行实验记录，学生自主实验。实验后，要求学生进行简单的实验信息处理，并通过处理的实验数据得出初步结果。教师引导学生进一部学习重力加速度和自由落体运动的规律。最后利用所学的物理知识去解决实际的问题。
　　教学反思
　　1．本节课突出学生主体特征，在学生原有知识结构的基础上，通过情景、问题、实验、体验、合作、自主、交流等教学元素，注重探究式的学习过程，通过实验让学生透过现象逐步认识自由落体运动的本质。注意知识目标的落实，紧扣课程标准要求，达成预定的三维教学目标。
　　2．重视实验：通过三个实验引出相互矛盾的结论，引起学生的探究热情；再由牛顿管的实验引导学生进行科学抽象、推理，得出自由落体运动概念；最后利用频闪照片和打点计时器的应用得到自由落体运动的特点和规律。充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现了科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
　　3． 注重对学生进行物理学研究方法的潜移默化。本节课教学中，科学探究基本程序：问题→猜想→验证→结论贯穿始终 。学生在教师引导下通过自己动手、动脑完成学习过程，教师的成功感转化为学生的成就感，激发了学生的学习兴趣，体现了以学生为主体、重结果更重过程的现代教学理念。