《自由落体运动》教学设计钟祥市第一中学汪金莲一、教材分析1．课标要求是：“通过实验认识自由落体运动现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验自由落体运动。理解自由落体运动产生的条件与实质。2．本节教材是学生学完匀变速直线运动规律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一：落体运动快慢的产生原因分析，要用到实验探究，突破原有认知，体会并应用忽略次要因素、抓住主要因素这一科学思维方法，这不仅有利于学生掌握分析物理问题的方法，也有助于培养学生的探究能力．其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。3．自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但并没有注意到这一现象的特点，也不明确这就是自由落体运动现象。怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象，而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在，才是本堂课学习重点和难点。二、学情分析学生前面已认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握匀变速直线运动的规律、打点计时器及纸带分析的学习基础，完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课内容。但学生可能将自由落体运动和匀变速直线运动知识割裂，教学中要注意引导学生将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到自由落体运动只是特殊匀变速直线运动而已。三、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；6、总结自由落体运动特点、重力加速度及运动规律；7、应用训练四、教学目标1.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）知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。（4）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律解决实际问题。（5）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。2.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。5
（3）善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。3.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。五、教学重点与难点重点：（1）自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。（2）掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。难点：理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。六、教学策略与手段“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识──得出结论”的学生自主探究教学模式。七、教学用具多媒体设备一套，钩码，牛顿管，抽气机，天平，自制课件。刻度尺，铁架台，打点计时器，书签若干（长10厘米左右），纸片若干张、钢球（大小各一个）、面积相等的金属片和纸片等。八、教学过程（一）新课引入：教师节的时候，大家有礼物送给老师，来而不往非礼也，今天老师也有礼物回赠给大家，是有我亲笔签名的精美书签。（师生活动，请几个学生参与活动，谁能捏住书签就送给谁，由于书签比较短，少有学生能捏住。激发学生的好奇心和学习兴趣，课堂气氛活跃，）师：同学们一定想知道为什么有人捏不住书签？，它与我们今天所要认识和研究的一种运动──自由落体运动密切相关。师：像书签下落这样的运动是一种常见的运动。如挂在线上的重物，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。（二）新课教学师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？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。演示实验演示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。演示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。演示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！师：为什么这样说？生：第2个实验和第3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。5
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：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。再把牛顿管放气，重复实验，构成强烈的对比。知识介绍：1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子、一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面上。同学们根据这些过程、结论，给自由落体运动下一个定义：1．自由落体运动：（板书）（1）物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。（2）做自由落体运动的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如石头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。近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。2.自由落体运动的条件：（1）从静止开始下落，初速度为零（2）只受重力，或其它力可以忽略不计（板书）探究实验1、提出问题（1）自由落体运动是什么性质的运动？（2）自由落体运动的加速度与哪些因素有关？与物体的质量有关吗？2、猜想假设（1）落体运动既然是自然界中最常见、最普遍的一种加速运动，同学们大胆猜想自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动（2）怎样研究物体的运动规律？对于初速度为零的匀加速直线运动，加速度为常量，物体运动的位移s、时间t、速度v之间存在如下关系：3．设计实验方案方案一：用打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动设计原理：设计思路：用打点计时器研究物体的运动时，为提高实验的准确度，应从减少阻力、正确安装器材及操作步骤合理等入手。打点计时器最大的特点就是每打两点的时间间隔相等，它直接记录下的实际是物体在连续相等时间间隔内的位移，通过研究这些位移，看连续相等时间间隔内的位移差△s是否相等，从而得知物体的运动性质。5
分组实验：按设计要求操作实验，进行分组实验时，同组实验者要求相互合作。各组实验时所用的重物质量、形状各不相同。并对所得的纸带进行测量，计算出相邻每两段的位移差，看在误差允许范围内是否是恒量，若是恒量，根据计算出加速度。方案二、闪光照片现代科学发展为我们研究自由落体运动的性质提供了更为科学的手段，请同学们看彩图，彩图是自由落体的小球的闪光照片按比例的缩小图。（简介闪光照相）照片上相邻的球是相隔1/30秒的时间拍摄的，请大家用刻度尺测相邻的每两个球之间的距离S，在计算出相邻每两段的位移差，看是否是恒量？（生：（测量、计算）是恒量，说明自由落体运动是匀变速直线运动。）4．总结交流结论成果板书：3.运动性质：初速度为零的匀变速直线运动。不同重量的物体加速度相同；这个加速度称为重力加速度。加速度的大小为：____（学生由实验中测量的值）。4．自由落体运动的加速度（板书）⑴在地面附近的同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。⑵重力加速度g的方向总是竖直向下的。⑶重力加速度的大小g=9．801m/s2。在粗略的计算中，可以把g取作10m/s2。请学生看书本P46的表格，说说能得到的信息：（4）在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。因为自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移——速度公式。5.运动规律：公式：（板书）课堂训练（1）甲物体的质量是乙物体质量的2倍，甲从H米高处自由落下，乙从2H米高处与甲同时自由下落，下面说法中正确的是：A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的速度大。B．下落过程中，下落1s末时，它们速度相同。C．下落过程中，各自下落1m时，它们的速度相同。D．下落过程中，甲的加速度比乙的大。（2）做自由落体运动的物体第n秒通过的位移比第1秒内通过的位移多少米？g＝10做一做（反馈应用巩固知识）教师：老师最近发明了一个仪器，能测出你到底是反应灵敏还是反应迟钝（开玩笑），只要你一捏我就能知道你的反应时间，（边在过道走，边为学生测量，学生的热情和积极性很高）我把它叫做“反应时间测量尺”，你能知道我这把尺子的奥秘吗？学生：知道（很不服气）教师：现实生活中人们遇到某种情况时，大脑能迅速作出反应。人从发现情况到作出反应采取行动所需的时间叫做反应时间。有些人反应时间对他们很重要，像运动员，战士，飞行员，司机等。你们也能做一把“反应时间测量尺”吗？，同桌之间相互测一测彼此的反应时间，我们现在不是有一门研究性学习的课程吗！你完全可以用你自己制作的“5
反应时间测量尺”定一下不同年龄，不同性别，不同职业人的反应时间是多少？也可以看一个人在一天是什么时候反应最快？其实这就是一个很好的研究性学习小课题。（三）课堂小结这节课主要知道自由落体运动的条件；知道自由落体运动就是初速度为零的匀变速直线运动，推出了运动规律的三个公式，要求学生与以前学过的知识联系起来，灵活地运用。（四）课后作业课后练习板书设计：自由落体运动1．自由落体运动：（1）物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。（2）做自由落体运动的物体，在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。2.自由落体运动的条件：（1）从静止开始下落，初速度为零（2）只受重力，或其它力可以忽略不计3.运动性质：初速度为零的匀变速直线运动。4．自由落体运动的加速度⑴在地面附近的同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。⑵重力加速度g的方向总是竖直向下的。⑶重力加速度的大小g=9．80m/s2。在粗略的计算中，可以把g取作10m/s2。（4）在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。5.自由落体的运动规律速度公式Vt=ｇｔ；位移公式ｈ=gt2/2；位移—速度公式Vt2=2ｇｈ.九、教学反思1．本节课采取“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识，得出结论”的教学方法，学生在趣味实验的激发中，问题的引领下，通过自主体验、小组互动、组间互评、自我评价改变学生以往的学习方式，体现新课程提倡自主学习的新理念。2．趣味实验虽简单，但对其的热情高涨出乎教学前的预料；自行制作的测定反映时间尺效果非常好；教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。3．学生自主探究时，有的学生不知道从哪里下手，要求教师给以必要的指导，应该提示学生自主探究的三个环节，如果疏于引导，将会拖延时间，导致教学被动。5
微信/支付宝扫码支付