高中物理人教版必修第一册2.4 自由落体运动 教案

《探究自由落体运动》教学设计一、教学课题：探究自由落体运动（广东教育出版社物理教材必修1第二章第1节）二、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在理想条件下的运动；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；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。5、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。（二）、过程与方法1、培养学生的观察能力和逻辑推理能力；2、进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法,培养探求知识的能力；3、通过对落体运动的实验探究，初步学习使用控制变量法。（三）、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达能力；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——自市落体。3、通过实验，培养学生的合作精神。4、通过史实，培养学生学会质疑的科学素养。5、激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。6、培养学生探究日常生活中有关的物理学问题的能力三、重点与难点分析1、理解物体下落快慢与物体质量无关。2、探究自由落体运动的过程及自由落体运动的概念。在前面的学习中，学生已经初步掌握了平均速度、瞬吋速度、加速度的概念，并用电磁打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能力和运用控制变量的研究方法。这对学生学习研究本章内容都具备了一定的基础知识。五、学习任务分析教学问题从生活中来（通过“测反应时间”的游戏，引起学生的兴趣、质疑，引出课题）f运用合作学习方式展开讨论（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）-利用实验引导学生进行思考（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）f讨论问题，凹到生活中（利用牛顿管的动画演示，使学生认识到探究现象背后的实质原因是必须考虑外界因素的影响）六、课程性质新授课七、教学方法探究法、讨论法、讲授法八、教室与教具1、教室：多媒体教室2、教具：两张纸片、直尺、硬币一个九、教学过程设计1.活动设计：测“反应时间”教师：课前设计制作好“测反应吋间尺”（在一约15cm长的尺的一面标记上自由下落对应长度所用的时间，以一面朝向学生）引出问题：“一般刻度尺是用來测量什么的？”学生：学生习惯性回答：测长度。教师：老师手中的这把尺很神奇，它不仅能测量长度，还能测量吋间，并且能测出同学们的大脑反应吋间，谁想知道自己的大脑反应时间是多少？可以用我的这把尺来测量。（选2名学生上来玩“测反应时间”的游戏。）学生抓住尺的同时就报出其反应时间，可采用“比比谁的反应时 间短”的方式调动学生积极性。设计说明：“测定反应吋间”放在课前引入，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,激发学习物理的兴趣,活跃课堂气氛。1.引入课题教师：同学们一定想知道这把尺为什么能测出你的反应时间。它的“奥秘”与我们今天要认识和研究的一种运动密切和关。图片演示：a.石头从空中落下b.重力使屋檐下的雨滴下落c.树叶从树上竖直飘落教师：请同学们观察并指出以上物理情景屮物体相似的运动特点。学生：观察，思考，总结。教师：教师在学生表述的基础上总结：Iffll面中的物体都是从高处落到地处，这类下落的运动称为落体运动，这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。设计说明：从生活中构建物理情景或模型，以培养学生在生活中联系物理知识的好习惯和分析问题解决问题的能力。2.关于落体运动的进一步思考A.提出问题 落体运动的快慢与什么因素有关？（提示学生想象生活中经常见到的落体运动（或具体举例）。）提出疑问：以经验來看是否重的物体一定下落得快？直接经验：重得物体下落快——也是历史上亚里士多德认叮的观点（简介亚里士多徳）。教师：做演示实验：首先将两张大小和质量都相同的纸让它们在同一高度同时下落，观察现象；然后，把其中一张纸揉成一团，再让它们在同一高度同时下落，观察现象；最后，拿一个硬币和一张纸让它们在同一高度同时下落，观察现象。然后提出问题：亚里士多德的结论对吗？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。A.引导学生从亚里士多德的观点进行逻辑推理，得出矛盾。结论1:如果石头和树叶捆在一起，独自下落慢的树叶会拖慢独自下落快的石头，最终下落速度应该比石头的下落速度慢。结论2：如果石头和树叶捆在一起，其所受力一定比其中任一物体大,其下落速度也应该比其中任一物体下落速度快。综上所得：亚里士多德的结论存在着矛盾。相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼，也是激发学生进一步学习的手段，学生进行逻辑推理，可和互讨论。逻辑推理为后面的研究指明了方向，使学生明确下一步要解决的 问题。A.提出伽利略的观点：物体下落过程屮的运动情况与物体的轻重无关。（演示动画：比萨斜塔上创造的奇迹）1.进一步探究影响物体下落快慢的因素（1）引问：既然物体下落快慢与其质量没有必然联系，实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。（2）猜想：影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗？教师演示实验，验证猜想：毛钱管实验。（可考虑用电脑课件，老师同步讲解。）（3）引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生在教师的引导下可以从实验中得出结论：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。2.进行实验动画演示教师：在空气中、抽出一部分空气后和真空中羽毛和小球的下落比较。3.口由落体运动的概念（1）概念引入 引问：由于落体运动受到空气阻力影响，要想研究落体运动就必须排除空气阻力，那么，如果物体在下落过程中忽略空气阻力，物体的受力有什么特征。学生以原有的力学基础可以很快答出：忽略空气阻力，则物体只受重力作用。（2）自由落休运动物体仅在重力作用下，从静止（即初速度为零）开始竖直下落的运动，叫做自市落体运动。学半思考，联想，答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动，实际生活中物体受到空气阻力，但一般重力大于空气阻力。