第二章匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动安徽省临泉第一中学郭雪鹏一、教学内容分析《自由落体运动》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“机械运动与物理模型”主题下的内容，课程标准要求为：通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。《普通高中物理课程标准（2017年版）解读》对这部分内容的解读为：自由落体运动是在没有空气阻力时物体的下落运动，自由落体运动是加速度为g的匀加速直线运动。这两个结论都需要通过实验获得认识。学生应该了解伽利略对自由落体运动的贡献，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。自由落体运动是匀变速直线运动的特例，本节课的教学要引导学生利用已有的知识解决实际生活中的问题，组织学生进行科学探究活动，培养学生解决实际问题、寻找规律的能力。本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程知识学习的基础课。二、学情分析学生刚学完匀变速直线运动的规律，需要一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，对自由落体运动的研究适应这一要求。学生对于生活中的下落运动非常熟悉，很容易把二者混淆，对自由落体运动产生一些错误的认识，这种认识只是表面上的感性认识，需要通过实验进一步理性学习。本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入，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，让学生对自由落体运动有全面清除的认识。三、教学目标1.学生观看牛顿管的演示实验和月球上自由落体视频，认识到忽略空气阻力后物体下落快慢想通过，与质量无关。2.学生理解自由落体运动的含义，知道自由落体运动的条件。3.学生通过实验探究理解自由落体运动是加速度不变的匀加速直线运动。4.学生类比匀变速直线运动，掌握自由落体运动的规律，能在生活情境中提取自由落体运动的模型，用相关知识解决实际问题。四、教学重难点教学重点：自由落体运动的性质和物理规律教学难点：在实际生活情景中建立落体运动模型，运用落体运动规律解决实际问题。教学方法：讲授法、实验探究、启发式教学、小组合作5/5
一、教学过程环节情境问题教师活动学生活动设计意图新课导入播放高空抛物伤人视频从高空落下的物体为何具有这么大的破坏力？播放视频，提出问题。介绍《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条内容。观看视频，思考问题。用真实案例引入新课，激发学生探究的兴趣自由落体运动亚里士多德观点和伽利略的逻辑推理伽利略的逻辑推理过程是怎样的？介绍亚里士多德观点：物体下落快慢与重量有关，重的物体下落快。动画演示伽利略的逻辑推理过程阅读教材45页内容，了解伽利略的逻辑推理过程。让学生了解逻辑推理与实验结合的物理学研究方法演示实验让一元硬币和纸片从同一高度下落；将纸片和硬币从一高度下落；纸片和纸团从同一高度下落。从演示实验能得到什么结论？重的物体和轻的物体下落快慢相同吗？演示纸片、纸团和硬币从同一高度下落。提出猜想：如果没有空气阻力，重的物体和轻的物体下落快慢相同。观察演示实验现象，思考问题：物体下落时受到空气阻力影响，无法得出确切的结论通过实验让学生认识到空气阻力对研究落体运动带来了困难实验验证牛顿管演示实验；忽略空气阻力，重的物体和轻的物体下落快慢相同吗？5/5
阿姆斯特朗在月球同时释放羽毛和手锤视频；NASA真空实验室羽毛和保龄球自由落下动态图片演示牛顿管实验，播放视频。提出问题：没有空气阻力时，物体下落快慢和质量有关吗？认真观察演示实验和视频，思考问题，得出结论：不考虑空气阻力，所有物体下落快慢相同，与质量无关。通过实验观察，澄清学生关于落体运动与质量有关的错误前概念，形成正确的认识归纳总结自由落体运动的概念自由落体运动是什么样的运动？如何设计实验探究自由落体运动的规律。总结自由落体运动含义：①无初速度②只受重力③理想化物理模型设计实验时应注意哪些问题让重物的运动近似为自由落体运动？根据教师讲解理解自由落体运动的概念。对自由落体运动的性质提出猜想。为忽略空气阻力，选择的物体质量应较大，截面积较小，减小空气阻力.形成对自由落体运动的正确概念，用实验探究研究落体运动的规律分组合作、实验探究探究自由落体运动的规律将学生分成小组，4人一组；介绍实验装置和原理，数据处理方法。学生完成实验后，选小组代表汇报实验结果和得出的实验结论分组合作，完成探究实验，绘制落体运动的速度-时间图像让学生经历科学探究的过程总结归纳自由落体加速度观察不同地点自由落体加速度的数值，猜想原因。5/5
自由落体加速度是初速度为0的匀加速直线运动。讲解自由落体加速度，与纬度有关，纬度越高，自由落体加速度数值越大。写出自由落体运动的规律：速度-时间关系、位移-时间关系、速度-位移关系思考与讨论自由落体运动的规律自由落体运动是加速度为g的匀加速直线运动，自由了落体运动有哪些规律？速度、位移随时间如何变化？提出问题，写出自由落体运动的速度-时间关系、位移时间关系和速度-位移关系根据匀变速直线运动，写出自由落体运动规律：v=gtx=gt2v2=2gx将匀变速直线运动应用于自由落体运动，发展学生迁移应用能力例题讲解课堂练习1例题1从离地面500m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2.求(不计空气阻力)：(1)落到地面的时间;(2)自开始下落计时,在第1s内的位移、最后1s内的位移练习1展示例题1，分析题目情境，示范求解过程。认真聆听教师分析过程，如何绘制示意图，观察求解、解答书写等。求解练习1将自由落体运动规律应用于具体情境，发展学生应用物理规律解决实际问题的能力课堂小结布置作业总结本节课内容：1.自由落体运动的含义2.自由落体加速度回顾本节课所学内容5/5
3.自由落体运动规律一、板书设计§2.4自由落体运动一、自由落体运动条件：①只受重力；②无初速度③理想模型二、自由落体加速度g=9.8m/s2，竖直向下三、自由落体运动感规律v=gtx=gt2v2=2gx二、教学反思学生生活经常看到落体运动，例如树叶下落、球的下落等，这些生活经验对学生的学习有积极作用，也有消极作用，教学过程要重视对学生错误前概念的分析，让学生意识到空气阻力在落体运动的作用，然后建立自由落体运动的理想模型。在探究自由落体运动的规律时，要让学生充分交流，表达意见，提出实验方案，在此基础上教师补充完善，将前面学习过的打点计时器知识应用在此处，提高学生的实验设计能力，教师不能包办代替。5/5
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