自由落体运动指导思想与理论依据：新课标对本章的要求是：通过史实初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用；历匀变速直线运动的实验研究过程；了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。对本节的要求是：通过史实，了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法；通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况，从中了解空气对落体运动的影响。新教材的特点是注重实验和研究方法，致力于让学生体会物理思想和知识产生的过程，培养物理思维。其中，伽利略的研究方法将在第二课时详细介绍。因此，本节教学要让学生认识实验在自由落体运动规律研究中的作用，体会科学研究方法对物理学发展的作用。这个单元的教学重点是匀加速直线运动的规律，本节通过对自由落体运动这种常见的、特殊的运动的研究，可以加强匀加速直线运动规律的计算和应用。教学背景：教材分析《自由落体运动》是高一物理第二章第四节的内容。自由落体运动是匀变速直线运动的特例，学生学习了运动学的知识后，通过对自由落体运动的研究对前面的知识进行了复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系。另一方面通过实验培养学生的自主、合作、探究的科学研究方法。因此本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。 学情分析学生通过对前面知识的学习，已经对匀变速直线运动规律有了初步的理解，也学习了打点计时器的使用和数据处理方法，具备了一定的实验探究能力。经历初中的学习，学生对自由落体运动规律有一定认识，初步知道重的物体和轻的物体下落一样快。但是认识太粗糙，并不能真正与现实相联系。在判断现实中的物体下落时，还是会依照生活经验认为重的物体下落快。高一的学生对规律的认识还是表面的、感性的，需要通过实验探究进一步理性学习。教学目标：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，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。2．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同．3．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解决实际问题．4．初步了解探索自然规律的科学方法．培养学生的观察、概括能力．过程与方法1.培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，使之会验证匀变速直线运动； 2.
通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综合的能力。 3.通过实验探究自由落体运动 加速度的大小，体会实验在发现自然规律中的作用。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述能力。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．培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。教学重点、难点：教学重点1．自由落体运动的概念2．掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题．教学难点自由落体运动规律的得出，重力加速度的测量解决方法重点：1.观看牛顿管实验、月球上的落体实验感受自由落体运动。详细分析概念中的意思，并列举生活中能近似做自由落体运动的物体。2.得出规律后做一道计算题，以生活中的物体为例。难点：通过剪纸带，排列对比的形式，让学生对自由落体作为匀变速直线运动，遵循“相等相邻时间间隔位移差相等”的规律有直观认识。然后学生动手处理数据，用逐差法算出重力加速度。教学方法：实验探究为主，结合讲解、讨论、多媒体展示等多种方法辅助教学。以实验探究为主是为了培养学生的探究精神、创新精神，也为了让学生对规律有更深刻的认识。但是学生的实验能力有限，所以需要教师的引导和总结。通过多媒体，可以给学生展示因为客观条件限制不能实现的实验现象。教学用具：大、小纸张（各30张）、牛顿管、学生电源、教学过程：教师活动：这节课我们上课的内容是《自由落体运动》（板书：自由落体运动）1.引入教师活动：提问（1）生活中，物体为什么会下落？（学生回答）因为重力（2）通常什么物体下落快，什么物体下落慢？（学生回答）
（2）一本本子和一张纸谁下落快？（双手分别拿着纸和本子，举至同一高度）（学生回答）本子（3）有没有可能使轻的物体下落快？学生活动：用桌上发的一张大的纸和一张小的纸进行尝试，使轻的物体比重的物体下落快。【结论】轻的物体也可以比重的物体下落得快。【问题】那么，物体下落速度到底是怎样的？轻的物体和重的物体下落谁快？打破“轻的物体比重的物体下落慢”的常规观念，提出矛盾，发现问题，增加同学们学习兴趣。通过让同学们自己讨论思考，迅速进入研究氛围。2.自由落体运动的概念教师活动：提问现在又两个完全相反的结论，是因为在实验中物体的下落收到什么的影响？（学生回答）空气阻力在古希腊，亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落快的，这个认识统治了人类2000年，因为它确实符合人们在日常生活中的认知。后来青年学者伽利略提出质疑，最终得到结论轻的物体和重的物体下落一样快。亚里士多德仅仅是通过观察总结出结论，没有经过逻辑思考和分析，因此没有排除空气阻力的影响得到错误的结果。而伽利略通过逻辑推理发现了其中的矛盾，又经过实验论证，得到了正确的结果。从单纯的观察，发展到逻辑分析和实验，是物理研究方法和思想的进步。那么今天我们就通过实验来探究物体的下落。讲述物理研究方法的发展，让学生受到熏陶，提高物理素养。提问既然空气阻力会影响实验结果，怎么排除这个影响得到正确的结论？（学生回答）抽真空（在真空状态下做实验）那么现在我们想办法创造一个近似真空的环境，看看到底是不是因为空气阻力的影响，没有空气阻力的情况下轻的物体和重的物体是不是同时下落的。介绍牛顿管实验演示（请同学协助）牛顿管实验（1）将课前抽为近似真空的牛顿管与学生电源连接好。打开电源，电磁铁吸住羽毛和铁片，将牛顿管翻转。（提醒同学们注意观察铁片和羽毛的下落）关闭电源，羽毛和铁片下落。提问请同学们描述看到的现象
【现象】羽毛和铁片几乎同时下落（1）打开牛顿管阀门，放入少量空气，重复实验。并在次请同学们描述现象。【现象】羽毛下落比铁片慢（2）打开空气阀门，使牛顿管中充满空气，重复实验。【现象】羽毛下落更慢了学生活动：观察实验现象并进行归纳。【结论】日常生活中轻的物体下落慢是因为受空气阻力影响，在真空环境下，轻的物体和重的物体下落速度一样。但是因为客观条件限制，在地球上不可能达成完全真空，但是当年美国宇航员在月球上做了这个经典的实验。播放《月球上的落体实验》视频（指出视频中宇航员手上拿的铁锤、羽毛，提醒学生注意看视频的哪里，注意铁锤和羽毛的下落速度）学生活动：观看视频，归纳现象【现象】羽毛和铁锤同时着地教师活动：提问通过牛顿管实验和月球上的落体实验，可以得出什么结论？（学生回答）真空条件下，轻的物体和重的物体下落速度相同。补充：真空条件下，物体只受重力，所以也可以说是【结论】物体只受重力作用下，下落速度相同。让学生体验物理研究的一般过程：发现问题、提出猜想、实验验证、讨论分析、归纳总结。得到“只受重力作用下重的物体和轻的物体下落速度一样”的重要结论，也为下面自由落体运动概念的提出作铺垫。教师活动：我们把这样的只受重力作用，从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（板书：自由落体运动概念）提问请大家仔细看看，自由落体概念这句话里有几层意思？它提出了一个运动是自由落体运动必须满足几个条件？学生活动：讨论思考回答：包含两层意思，两个条件：只受重力作用、从静止开始下落（初速度为零）
教师活动板书：只受重力作用初速度为零提问只受重力在地球上可能实现么？（学生回答）不可能所以在地球上，自由落体运动只能是一种理想状态。但是，当空气阻力与物体所受重力相比很小的时候，空气阻力对物体下落的影响很小，可以忽略。这时物体的下落可以近似的看为自由落体运动。（板书：空气阻力可忽略时物体下落近似看为自由落体运动）演示：橡皮的下落（将橡皮举至一定高度，让橡皮从静止开始下落）提问橡皮的下落可以看做自由落体运动吗？（学生回答）可以现实生活中还有什么物体的下落也可以看做自由落体运动？学生活动：思考、举例通过对文字的分析和身边事物的举例，让学生深刻理解自由落体运动的概念。3.自由落体运动的运动性质教师活动：那么自由落体运动是一种怎样的运动呢？提问自由落体运动的运动方向是什么？（学生回答）竖直向下自由落体运动是匀变速直线运动么？（学生思考）如果是，那么如何验证？（学生思考、讨论）要研究这个问题，我们先从匀变速直线运动的概念和规律入手什么是匀变速直线运动？（学生回答）加速度不变的直线运动（加速度为常量）匀加速直线运动中速度等于什么？
（学生回答）位移等于什么？（学生回答）匀变速直线运动中，还有一个规律是什么呢？（学生回答）（PPT展示三个公式）现在大家想到什么验证匀变速直线运动的方法呢？（学生思考、讨论）用打点计时器记录重锤的下落。计算各计数点瞬时速度，计算加速度。若加速度不变则为匀加速直线运动。自由落体运动中初速度为零，若位移与时间平方成正比，则为匀加速直线运动。测量相邻两个点间的位移，相邻位移差相等的话，自由落体运动是匀加速直线运动。用打点计时器研究自由落体运动的实验将打点计时器固定在铁架台上，连接好打点计时器和学生电源，将纸带固定在重锤上后将纸带穿过限位孔。一位同学开电源开关，使打点计时器开始工作后，另一位同学释放重锤。（请两位同学上来做实验）【现象】将打出的纸带实物投影，可以看到纸带上点的间距越来越大。【结论】自由落体运动是加速运动。为了直观的观察相邻相同时间间隔的位移差，我们可以以一定数量的计数点为单位将纸带分割，然后依次排列，观察分割后的各段纸带的长度差。学生活动：（以实验小组为单位，请两位同学上讲台示范）（1）从纸带上可以看清的计数点开始，每两个点剪下一段纸带。（2）将剪下的纸带依次竖着排列在坐标轴上，底端对齐。（3）观察连续几段纸带长度差。教师活动：下到各小组位置进行指导，主要指导学生要剪下的每段纸带都是相同时间间隔的，排列一定是按剪下的顺序排列才能看到长度差。【现象】相邻纸带长度差相同【结论】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动（PPT展示结论）4.自由落体加速度教师活动：
既然自由落体运动是匀变速直线运动，那么它的加速度是多少？要怎么测量？（学生回答）那么现在请大家测量位移差计算加速度。（请两位同学上讲台测量，把数据输入计算机，计算机自动算出加速度，PPT显示讲台上同学测出的数据）学生活动：动手测量各段纸带长度，并进行计算。教师总结：经计算，应得出加速度为9左右。为了减小误差，应计算多段纸带的加速度并取平均值。由于纸带受到的空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦阻力，这个加速度应比实际的加速度小。通过科学家大量精确的实验，各地区自由落体运动的加速度是不同的。请同学们看书上44页表格，可以发现什么？（学生回答）纬度越大，加速度越大。我们一般取一个平均值——9.8为自由落体运动的加速度，有时也直接取10。因为自由落体运动的特殊性，我们把它的加速度单独设定为一个常量，叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用字母g表示。让学生再次经历物理研究过程。在讨论如何验证自由落体运动是匀变速直线运动的过程中发散思维，培养学生创新能力。通过剪纸带、拼纸带、测量纸带训练动手能力。计算加速度训练学生处理数据、分析数据的能力。最终，因为自由落体运动的运动性质和加速度是由实验得出，学生印象更深刻，更容易接受。以小组为单位的测量、计算培养学生团结协作、相互讨论的意识。教师活动：（PPT展示匀变速直线运动速度公式、位移公式）既然自由落体运动是匀变速直线运动，那么它必然符合匀变速直线运动的规律，那么速度公式和位移公式在自由落体运动中会变成什么样呢？学生活动：思考、计算教师总结：在自由落体运动中，初速度为零，加速度换为g。则公式变为：（PPT展示）课堂练习：（PPT给出题目）橡皮自离地面5m处自由下落，它从开始下落至着地需要多长时间？着地时的速度为大？（g取10m/s2）
解得：解得：5.总结自由落体运动（1）自由落体运动：只受重力作用从静止开始下落的运动。（2）运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。自由落体运动的规律（1）自由落体加速度（重力加速度）g=9.8m/s2（2）6.课后小游戏一位同学用两个手指捏住直尺顶端，自己用一只手在尺子下方0刻度处做好捏住尺子的准备，手不能碰尺子。当看到同学放开尺子时立即捏住直尺。读出手指捏住的刻度，即为直尺下落的高度，由此可以算出自己的反应时间。板书设计：2.5自由落体运动1.自由落体运动只受重力（空气阻力可忽略）初速度为零运动性质：初速度为零的匀加速直线运动2.自由落体加速度自由落体加速度（重力加速度）：g=9.8m/s2≈10m/s2运动规律：
个人反思：这节课的时间把握得比较好，这对我来说是一个进步。当然更多的是不足。首先实验准备不够充分，上课时牛顿管气密性不好，课前抽气，上课时又漏气了。导致这节课出现了最严重的失误，实验失败。其次，后面请同学上台剪纸带时没有指导台上的同学，只顾着指导下面的同学，两位同学的纸带贴得不是特别好，影响了后面的读熟。第三，测量纸带长度时没有和同学们说清楚，讲台上的同学直接测量纸带长度差，而不是测量两段纸带再相减，进一步增大误差，最终使得计算出的加速度有两组数据错误。第四，没有交待同学们拿刻度尺，有些同学带了有些同学没带，测量和游戏时部分同学没有事情做。第四，课堂气氛太沉闷，课堂开始和前期都没有活跃氛围的兴奋点，设置的实验没能带动气氛。总的来说，课前设计好但是没有在课堂中很好的实现。师傅评价：课程完整，教学设计上，科学性、逻辑性和思想方法都没有什么问题，但是要注意细节。上课前没有熟悉上课环境，抽气机在旁边小房间不知道，错过了弥补实验失败的机会。上课时请同学上讲台实验时没有同学回应比较尴尬，应该直接请某某同学上台帮忙就可以了，既有亲和力又避免尴尬局面。问题的设置不当，与同学们不够默契，以致问题抛出后同学们不知怎么回答，这也是气氛沉闷的原因之一。讲评习题时，应先问同学们算出的答案，不应该直接给答案。做实验时也是，先请同学们说现象，再说结果，而不是先说结果再让同学们观察。
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