教学设计与反思 课题：2.5自由落体运动科目：高中物理教学对象：高一（10）班学生课时：1课时提供者：应贻洁单位：浙江省永康市丽州高级中学教学内容分析本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中第一个二级主题“运动的描述”中所涉及到的内容。内容标准中这节有关的条目是：（1）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。（2）经历匀变速直线运动的实验过程，理解位移、速度和加速度，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。本节教学内容要体现实验在认识自由落体规律中的作用，并通过介绍伽利略对自由落体的研究，体会科学研究方法对物理学发展的作用。物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过实验和科学的辨析，认识自由落体运动的规律。自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例，通过自由落体直线运动规律的研究，加深对匀变速直线运动规律的理解。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.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。★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初速度为零的匀加速直线运动。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自主进行分析。3.初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。(二)过程与方法1、会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。2、会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。6
3、善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。（三）情感态度与价值观1、通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。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，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。★教学重点自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。★教学难点理解并运用自由落体运动的条件及规律教学过程设计思想：1、先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；2、通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；3、用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；4、了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；5、着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；一、引入：落体运动（板书）在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）游戏师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？生：测量物体长度的！师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。6
师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由什么决定？请大家结合日常生活经验回答问题。生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。演示实验1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。师：物体下落快慢是由质量决定吗？生：不是的！板书：物体下落的快慢与其质量的大小无关师：为什么这样说？生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？生：我想应该是空气阻力。猜想师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。验证牛顿管实验：师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。板书：在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。6
师：1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。二、自由落体运动师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？生：没有空气阻力，则物体只受重力。师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。（板书）定义：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。三、自由落体运动的运动规律师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。学生设计、操作并处理实验结果总结分析运动规律师：实验结论是什么？生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。师：如何得出这个结论？生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。6
师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。（板书）运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动师：其他同学的结果呢？生：我的也差不多。关键点提问师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么得到的结论差不多呢？生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以得到的结果差不多是符合事实的。巩固练习：1、以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是( )A.物体自由下落时,速度为零,加速度也为零B.物体下落过程中速度增加,加速度保持不变C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量答案:BD2、做自由落体运动的物体运动的时间取决于( )A.物体的重力 B.物体下落的高度C.物体的速度D.物体的加速度答案:B3、如图所示,甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的自由落体运动的图象,下列说法正确的是( )A.甲是at图象B.乙是vt图象C.丙是ht图象D.丁是at图象答案:BCD4、甲、乙两物体所受的重力之比为1∶2,甲、乙两物体所在的位置高度之比为2∶1,它们各自做自由落体运动,则( )A.落地时的速度之比是∶1B.落地时的速度之比是1∶1C.下落过程中的加速度之比是1∶2D.下落过程中的加速度之比是1∶1答案:AD5、为了求出楼房高度,让一石子从楼顶自由下落,空气阻力不计,测出下列哪个物理量的值能计算出楼房的高度(当地重力加速度g已知)( )A.石子开始下落1s内的位移B.石子落地时的速度C.石子最后1s内的位移6
D.石子在最后1s内的初速度答案:BCD板书：一、落体运动1、物体下落的快慢与它的轻重无关2、在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体下落的快慢相同。二、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运动。2、运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。作业：1、了解有关重力加速的知识2、根据自己所打的纸带求出重力加速3、根据所学匀变速直线运动的规律整理出自由落体运动的规律4、根据所整理的自由落体运动的规律解释那尺子为何能测反应时间教学反思：本节课放在实验室上让学生有直接参与实验的机会，极大地调动了学生学习的积极性，学生的参与程度较高。但在课堂上我对演示实验的准备还不够充分，有些讲解也还不够到位，比如：牛顿管演示实验，抽气时间的把握还不够到位使得实验效果不甚理想，实验结束时未进行放气处理，没能让学生体验气体被抽空的情况。另外，学生进行分组实验前没有进行操作的指导，使得部分学生实验操作时出现了较大困难，实验数据的处理也较差。所以今后还需加强学生的实验操作训练，加强数据处理训练。6
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