高中物理必修第一册人教版2.4 自由落体运动 教案

2019-2020年高中物理2.5自由落体运动教案2新人教版必修1设计说明：测“反应时间”设计说明：教材中的“做一做”栏目中的“测定反应时间”，目的是通过这一游戏产生“惊奇”效果，激发学生探究的兴趣，增强学生的感性认识，培养学生的观察能力。通过自身“做一做”，要求记住本人的反应时间，这样达到培养学生动手能力和记忆能力的效果。有好多行业对“反应时间”要求比较高，如运动员、飞行员，我们回想雅典奥运会刘翔夺冠那激动人心的场景，佩服他反应时间不到0.11秒，这也是他能夺冠的先决条件。神舟七号发射成功，英雄航天员的飒爽英姿深深留在我们脑海里，做为航天员的反应时间也有严格要求，通过事例的引人和问题的讨论，激发学习物理的兴趣，活跃课堂气氛，提高学生的物理学素养。关于落体运动的进一步思考设计说明：  此环节将对落体运动的研究落实在其运动的快慢上，直接问“是否重的物体一定下落得快”是为了更易进入主题，要求学生根据经验讨论问题，并给出亚里士多德的经验性结论；教师根据该结论进行逻辑推理与实际情况产生矛盾的过程，注重对学生思维能力的培养；引导学生注意直觉经验和逻辑推理的矛盾，使学生明确下一步要解决的问题，运用合作学习方式展开讨论，对学生进行科学方法教育，强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解；引导学生与情景对话，学生之间协商，积极主动的建构自己的知识和逻辑思维，培养学生分析问题和自主学习的能力；利用分组实验组织学生进行实验探究，培养学生实验能力和归纳解决问题的能力。进一步探究影响物体下落快慢的因素设计说明：学生在教师的引导下猜想、观察、思考、理解、体会，使学生学习过程思维能力和观察能力得到培养的同时，提高了学生实验能力和科学素养，更重要的是学会了具体分析问题和解决问题的能力。本设计通过毛钱管实验可以得出结论：物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时，物体下落过程中运动快慢与质量无关。通过此过程使学生认识到：（1）探究现象背后的实质原因必须抓住主要矛盾，考虑或排除外界因素干扰；（2）科学实验是科学探究的有效方法。自由落体运动的概念设计说明：物理学来源于现实生活，物理学中的概念往往是现实活动的理想化，这就要求学生学会提炼生活中的现象，透过现象看本质，抓住这些现象的共性，归纳总结出概念和规律；更重要的学生学会用所学的概念和规律，回归现实生活，分析问题和解决问题。让学生提高自身能力的同时，也显示物理学的独特魅力和实用价值。 学生自主实验探究自由落体运动设计说明：设计学生自主实验探究自由落体运动，也是新课程倡导的重视科学探究，经历探究过程，体现实验方法，达到三维目标的具体落实。根据所学知识引导学生如何设计实验方案，经过讨论可得到用频闪照相、打点计时器、光电计时器来研究自由落体运动，根据现有条件选择合适的实验方案；实验的目的是让学生通过重物自由落体运动速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据的处理方法；通过实验纸带的处理，学生体验从实验研究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法；使学生认识图象在研究物理问题中的作用，与数学公式相比，图象显得直观、形象、生动，让人一目了然，从而使学生感受到图象直观的美；分析图线展示的物理特性及规律，达到自由落体运动的规律。学生在探究过程中实验能力、数理结合能力、分析问题和解决问题的能力、创造能力等多种能力达到培养，也享受成功的喜悦，有成就感。引导思考讨论设计说明：设置有针对性的提问，设置有效的课堂互动，够建和谐的课堂气氛，是我们有效教学所倡导的原则。设置“如何测量曝光时间？”的提问，引导学生思考讨论，培养学生合作学习的能力，培养学生良好的思维品质，提高学生科学素养。本节课从学生的“测反应时间游戏”引入，创设问题情景，建立问题期待，有效的激发学生学习的动机。从生活情景中构建物理情景或模型，有利于学生将所学的科学知识与社会，生活实际相联系；在教学中，学生经历的实验探究全过程就是一个学生充满兴趣和动力去不断解决问题的过程，学生从中能体会逐步解决问题的方法，提高解决问题的能力；小组内的讨论与交流活动能有效的培养学生的合作学习能力。内容分析：1、本节内容主要包括自由落体运动的概念和自由落体运动的规律，属概念和规律的综合课。2、自由落体运动在教材中作为匀变速直线运动的一个实例进行研究，其作用有二：一是通过运用匀变速直线运动的规律巩固和加深对匀变直线速运动的理解，同时自由落体运动作为一个典型的物理模型也需要学生掌握；二是通过事例说明研究自然规律的一般科学方法。3、由于本教材将力、力的合成、牛顿第二定律的内容分别放在第四、五、六章，所以不能从受力分析得出自由落体运动是匀变速直线运动的结论，而必须通过研究位移、时间的关系来获取。4、在本章第二节中学生已经学习了打点计时器的使用，并且在学校现有的实验条件下，使用打点计时器来探究自由落体运动的规律比采用频闪照相法更切实可行，将频闪照片用来欣赏和计算说明阻力的影响，可以使抽象出理想化模型的难点更加自然。 教学目标：1、知识与技能目标：（1）知道什么是自由落体运动；（2）知道什么是自由落体加速度，它的方向和大小；（3）掌握自由落体运动速度、位移随时间变化的规律；（4）运用自由落体运动规律解决实际问题。2、过程与方法目标：（1）观察自由下落的物体，预测其运动特点；（2）实验探究自由落体运动的规律；（3）阅读教材第三部分，了解研究自然规律的一般科学方法。3、情感态度与价值观目标：（1）注意科学态度和科学方法教育；（2）发展学生对科学探究的兴趣。教学重点：实验探究自由落体运动的规律。（从学生掌握知识的角度，可以认为“了解自由落体运动的定义和掌握自由落体运动的规律”是重点。从提高学生科学素养，促进学生自主学习来说，确定“实验探究自由落体运动的规律”为重点更符合新课程标准的要求）教学难点：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出理想条件下的物理模型——自由落体运动。（应该说伽利略利用斜面实验巧妙推理自由落体运动规律理解起来亦是相当困难，但我们只要求学生满怀崇敬的心情去欣赏大科学家的睿智和抱着学习一般科学研究方法的心态去阅读了解）教学用具：演示教具：硬币及与硬币等大的纸片、等大的正方形纸片和薄纸板、抽气机、牛顿管、实物投影仪。学生实验器材：铁架台、打点计时器、钩码、纸带等二人一套。教学过程:一、复习提问首先，请同学们回顾一下初速度为0的匀变速直线运动规律 1、速度公式：2、位移公式：3、推论：请一位同学回答，回答正确就鼓励。那么物体是否做匀变速直线运动，我们又推导出一个推论：（复习旧知识并为实验探究自由落体运动的规律埋下伏笔）二、自由落体运动的概念部分生活中经常看到高空有各种物体下落，那么同学们有没有想过重的物体和轻的物体谁下落的快呢？教师引导学生设计实验，分别用一枚硬币（一元的效果不错）、两枚和硬币大小面积相同的硬纸片、一枚粘有硬纸片的硬币来比较轻重不同或相同的物体下落快慢。  ①一枚硬币与一枚与硬币面积相同的纸片等高同时下落，比较下落快慢。  ②一枚硬币与一枚粘有面积相同的纸片的硬币等高同时下落，比较下落快慢。  ③将一枚硬纸片团成团，与另一枚大小面积相同的硬纸片等高同时下落，比较下落快慢。  （2）学生进行实验与探究，小组成员分工进行实验操作、观察记录，在实验现象的基础上进行分析、讨论，得出本小组的结论。  结论一般有三种情况：  A．重的物体下落快；B．轻重不同而下落快慢相同；C．轻重相同而下落快慢不同。  （3）分析小结  （a）选小组代表描述所观察的实验情景及小组的讨论。  （b）在学生探究的基础上教师讲解，引导学生明确：实验结果显示出物体下落快慢与其质量没有必然联系。让我们一起看一个牛顿管的实验，从中得到答案看牛顿管实验，看完请同学来谈谈关于重物体下落和轻物体下落快慢这个问题。同学回答正确，给与鼓励。由此得出结论：重的铁球和轻的铁球下落快慢相同。⑴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叫自由落体运动2、概念理解：①两个条件：只受重力作用从静止开始下落 ②下落的物体除受重力外，还有空气阻力如空气阻力非常小可忽略，那么V=0，G>>f(空气阻力）也可看做自由落体运动。⑵自由落体的运动性质有两种方法来研究：1是通过打点计时器做实验得出2是用闪光照相的实验（书本P45第四题运用此方法）由照片可以看出运动轨迹是否直线，速度怎么变化？通过多媒体判断物体的运动是否匀变速直线运动。通过频闪照片实验，我们记录下每隔0.02s小球的位置，这样用研究小车运动的方法画出v-t图像，从图像上看是一条倾斜的直线，斜率k由式子y=kx+b知k=9.43也就是这个自由落体的加速度为a=9.43m/s。⑶重力加速度（g）1、在同一点，自由落体运动的加速度都相等2、大小：取g=9.8m/s，上面的值由于误差的存在而只有9.43m/s3、方向：竖直向下4、在不同的位置加速度相同吗？看书P44表格回答问题，并从表格中得到规律：随纬度升高，重力加速度增大⑷自由落体的运动规律根据以上的学习，同学们可以归纳出自由落体运动的特点及规律：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。1、速度公式：2、位移公式：3、推论：⑸自由落体运动的应用1、测反应时间（解读资料P58）2、测井深等有关问题学生做例题1、2并讲解 ⑹布置作业学案题目和解读资料1-6题课堂小结：以上在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深的推入，得出一种运动形式——自由落体运动，再利用基本满足自由落体运动条件的运动研究其规律，最后将规律用于生活实践。这种获得知识和应用知识的方法，在以后我们学习物理时还会经常用到。历史回顾看看历史上伽利略是如何研究自由落体运动的？请同学们阅读教材第三部分，归纳伽利略的研究步骤。（引导提示学生归纳出科学研究方法的基本要素：对现象的一般观察——提出猜想与假说——运用逻辑得出推论——实验检验推论——修正和推广假说等）板书设计： 1、物体的下落运动  （1）沿直线竖直下落  （2）受重力作用，同时受空气阻力作用  （3）空气阻力忽略不计时，物体下落快慢相同  2、自由落体运动  定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动  “自由”的含义：（1）初速度为零。  （2）只受重力作用。  3、自由落体运动的规律  （1）自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。  （2）重力加速度g=9.8m/s2，方向：竖直向下  （3）公式：Vt=gt h=gt2/2 Vt2=2gh教学后反思：1、重视实验：通过实验设疑、解疑、探求规律，又通过实验巩固所学的知识，充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。2、重视应用媒体辅助教学，提高课堂教学的效率。 3、充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拔,创设问题情境,引导学生积极参与,激发学习兴趣,活跃课堂气氛,调动学生学习积极性,使学生始终保持积极探索的学习心态.4、创造性使用教材：使用打点计时器实验探究自由落体运动的规律；利用教材上的材料编制课外作业。