“自由落体运动”教学方案课题：《自由落体运动》（普通高中课程标准实验教科书《物理·必修1》第二章第5节，人教社2006年12月第2版）执教：江苏省石庄高级中学顾康清教学目的：1．了解空气阻力对落体运动的影响，知道自由落体运动的概念和性质；2．知道自由落体运动的加速度是恒定的，认识自由落体运动的规律；3．经历分析判断、实验探究、科学推理的思维过程，提高思维能力；4．培养细致观察、严谨分析、准确表达的学习品质。教学重点：探究自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动教学难点：自由落体运动概念的建立教学用具：小铁锤（一把）；羽毛（一根）；硬币（一枚）；长约15的塑料直尺（一根）；坐标纸（每生一张）；计算器（两生一个）；米尺（两生一根）视频资料：毛钱管实验；月面上的自由落体实验教学方法：观察、实验、推理、探究设计思想：规范办学行为实施素质教育，在江苏教育新政实施的背景下，如何打造优质的高效课堂成为广大一线教师共同面对的挑战。通过对《自由落体运动》教材内容的分析，笔者将本节课的教学活动分为“自由落体运动概念的建立”、“对自由落体运动性质的探究”、“认识自由落体运动的规律”和“自由落体运动规律的运用——测定反应时间”四个板块，基于打造高效课堂的理念，根据各板块的内容特点，分别运用优选教学资源、统筹课内课外、放手自主学习和营造趣味课堂等手段实施高效教学，努力打造高效课堂。“删繁就简三秋树，领异标新二月花。”教学过程：第一板块：自由落体运动概念的建立引入课题：（开门见山）本节课学习第二章第5节《自由落体运动》。学生举例：生活中常见的落体运动。教师询问：你见过月球表面上的落体运动吗？视频播放：月面上的自由落体实验。（1971年，美国阿波罗15号登上月球，宇航员斯科特做了铁锤、羽毛一同下落的实验。）当堂演示：铁锤、羽毛从同一高度由静止释放的下落运动，结果铁锤比羽毛下落得快。分析讨论：为什么在月面上铁锤跟羽毛一同下落，而到了地面上铁锤比羽毛下落得快呢？揭示本质：只在重力的作用下，不同重量的物体应该一同下落。在地面上，羽毛之所以下落得慢，是因为受空气阻力影响大的缘故。视频演示：毛钱管实验。（学校实验室有此器材，感兴趣的同学课后不妨亲自做一下。）归纳总结：通过刚才的观察和实验，同学们应该认识到，只在重力的作用下，不同的物体下落的快慢程度是相同的，与物体的轻重无关。平时我们经常看到的“重物比轻物下落得快”的现象是因为空气阻力干扰的缘故，一旦排除掉空气阻力的干扰，重物与轻物将下落得同样快。定义“自由落体运动”：为了更好地研究物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，物理学上把这种运动叫做自由落体运动。由这个定义，同学们能理解“自由”一词的含义吗？预设答案：“自由”指物体“只受重力作用”，并“从静止开始下落”。特别指出：在地球表面的环境下，严格意义下的自由落体运动是没有的，如果一个物体4
所受的空气阻力与其所受的重力相比可以忽略，我们完全可以把这个物体从静止开始下落的运动，视作自由落体运动。（如，硬币的自由落体运动）[第一板块的教学设计：以播放“月面上的自由落体实验”开课，在上课伊始就给学生以视觉上的震撼，铁锤和羽毛“一反常态”的表现，能激起学生的认知冲突，产生追根究源的认知心理，进而对落体运动的本质现象——轻重物体一同下落有所认识。紧接着，视频演示“毛钱管实验”，使学生进一步确信“只在重力的作用下，不同物体一同下落”的事实。视频演示“毛钱管实验”比现场演示效果好，因为在“毛钱管实验”的视频资源里有特写镜头和慢镜头，能让全班同学一下子看清稍纵即逝的落体过程，不仅省时而且现象明显。在本板块，笔者旨在以两个精心选择的视频资源为素材，亦即采用先进的科技手段实施高效教学。]第二板块：对自由落体运动性质的探究活动一：根据刚才的观察、实验，回答：自由落体运动是直线运动还是曲线运动？是匀加速运动还是非匀加速运动？预设答案：直线运动；可能是匀加速运动。活动二：设计一个实验，验证你的猜想。（可相互讨论）预设答案：利用打点计时器、频闪摄影、光电计时器等仪器获取重物自由落体时的有关数据，再运用“图象”、“定值”、“”等方法分析实验数据。信息平台：同学们想到的方法都是可行的，建议大家课后到实验室去完成自己的实验。现在，请同学们对课本45页图2.5-4所提供的频闪照片进行分析，小组合作探究“自由落体运动的性质”。展示交流：课件展示学生的探究过程，课件的内容如下图所示，展示的流程与学生的交流同步。4
形成结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。[第二板块的教学设计：实验探究“自由落体运动的性质”，首先让学生陈述自己的方案，教师作出可行性评价，接着不安排分组实验，而是要求学生对本节“问题与练习”中的一幅频闪照片进行研究，验证自己的猜想。之所以不在课上安排实验，一方面是考虑到本章第一节刚刚做过类似的实验，只不过纸带的运动从水平方向变为竖起方向，另一方面，对打出的纸带进行数据分析，各组对数据的选择不尽相同，不便于后面的展示交流。基于以上考虑，将实验的操作安排到了课后学生自主活动的时间中去了，课上集中精力做数据的分析，着力培养学生运用所学知识分析解决实际问题的能力。在本板块，将“数据获取”的技术过程放在了课外，将“数据分析”的智力过程放在了课内，笔者旨在以统筹安排课内、外的教学内容实施高效教学。]第三板块：认识自由落体运动的规律活动一：计算图2.5-4所示频闪照片中小球自由下落的加速度。预设答案：；；。引发思考：换用不同质量的小球重复上述实验，测出的加速度值会不会改变？预设答案：不会改变。定义“重力加速度”：使用不同物体进行的反复实验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，即自由落体运动的加速度是恒定的，同学们刚才的推理判断是正确的。物理学上把物体做自由落体运动时的加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用字母表示。活动二：自主阅读教材“自由落体加速度”部分的内容，回答以下问题：在地球表面，随纬度的增加，重力加速度的大小如何变化？重力加速度的值通常取多少？重力加速度的方向怎样？预设答案：随纬度的增加而增大；或；竖直向下。活动三：推出自由落体运动的速度公式、位移公式和位移与速度的关系式，掌握自由落体运动的规律。预设答案：运动类型匀变速直线运动自由落体运动速度公式位移公式4
位移与速度的关系[第三板块的教学设计：“自由落体运动的加速度是恒定的”有两层意思，一是同一物体做自由落体运动时的加速度是恒定的，二是不同物体在同一地点做自由落体运动时的加速度是相同的，这两层含意的前一点通过实验数据的分析得出，后一点则在第一板块教学的基础上由学生推理判断得出。关于“重力加速度”和“自由落体运动的三个公式”，相信学生在自主阅读教材后能自行解决。对于相对浅显的知识放手让学生通过自己的阅读、思考去获取，一方面可以发展学生的自学能力，另一方面可以节省宝贵的教学时间。在本板块，笔者旨在以充分相信学生、充分依靠学生、放手自主学习的理念实施高效教学。]第四板块：自由落体运动规律的运用——测定反应时间活动一：（师生合作，共玩游戏）教者用手指捏住长约的塑料尺的顶端，使尺处于竖直下垂的状态，分别请两位同学到讲台上来，让他们用拇指和食指夹在尺的中部，做捏住尺的准备，注意手的任何部位都不要碰到尺。当看到老师松手放尺的动作时，立即用手指捏，结果两同学均不能捏住从手指间下落的尺。设计意图：激趣引疑，营造氛围，同时让学生感觉反应时间的存在。故弄玄虚：“想知道你的反应时间吗？我这儿有测量的工具，谁先来？”结果拿出的不是什么特殊的计时工具，而是普通的米尺。设计意图：进一步渲染气氛，激发学生的求知欲。活动二：师生再度合作，用米尺测反应时间。设计意图：介绍方法，示范指导，让学生学会测定反应时间的方法。活动三：生生合作，互测反应时间。释疑：通常人的反应时间大于，依算，尺下落的距离约，这就不难理解起初的两位同学捏不住尺的原因了。当换用米尺后，在反应时间内能够捏住尺，这时，只要测出米尺下落的距离，借助计算器根据就可算出反应时间。[第四板块的教学设计：在学习高中物理的起步阶段，让学生感觉物理知识的有趣、有用，是培养学生学习物理兴趣的重要途径之一。为此，首先以两个“出乎意料”（一个是捏不住尺，一个是用尺测时间）把学生的参与热情激发到最佳，之后再在盎然的趣味中进行反应时间的测定。在本板块，笔者旨在以教师的教学智慧和风趣幽默创设生动活泼的课堂氛围实施高效教学。]课堂小结：多媒体展示课本的封面，让学生畅谈学完本节课后再看苹果的下落，有了哪些新的认识，完成对本节课教学内容的小结：图中苹果所做的运动叫自由落体运动，这种运动是初速度为0的匀加速直线运动，其加速度可取或，方向竖直向下，运动的速度公式是，位移公式是，位移与速度的关系是。布置作业：1．书面完成课本45页“问题与练习”的1、2、3三题；2．预习下一节“伽利略对自由落体运动的研究”。4
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