2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 教案

自由落体运动【教案设计】上海市杨浦区市东中学钱栋英【教学内容】上海市科技出版社高中一年级第一学期（试用本）第一章匀变速直线运动G学习包——自由落体运动Ⅰ：教案教学任务分析学习包的内容是匀变速直线运动规律在实际中的一个具体应用。重点放在科学探究过程的实践、科学方法的运用和相关知识的灵活应用上，对改变学生学习方式来说具有重要意义。本节内容采用学习包的形式编写，目的在于改变传统的教学方式，突出学生在学习物理知识时的自主性、主动性和选择性。使学生进入一种更开放、有创意的学习状态中去。在教师指导下，学生通过自主活动，做到“资料自己找，实验自己做，问题自己答，小结自己写，效果自己评”，在探究活动中体验合作探究的学习过程，认识研究性学习的特点，感悟科学方法的应用和严谨的科学态度对探究的成功的重要作用，为今后的持续发展奠定基础。学习本节内容所需准备的知识和技能主要有：（1）匀变速直线运动的规律；（2）会用DIS实验测量匀加速直线运动的加速度。将自由落体运动的内容分成若干个子课题，学生认领所要探究的课题并分组。总课题：自由落体运动的研究子课题（仅供参考）：(1)、关于落体运动快慢的争论；（2）、关于自由落体运动的性质及规律的研究；（3）、关于自由落体运动的加速度的研究；（4）、关于自由落体运动在实际生活中的应用研究。一、【教学目标】1、知识与技能（1）、通过自主学习，知道物体自由下落的快慢与物体所受的重力无关，知道自由落体运动这种物理模型； （2）、通过学习，理解自由落体运动是初速为0的匀加速直线运动，并能掌握自由落体运动的规律；（3）、通过学习，知道重力加速度的大小、方向和单位以及不同地点重力加速度略有不同；（4）、能用自由落体运动规律解决简单的实际问题。2、过程与方法（1）、在探究自由落体运动的过程中，通过小组成员间分工合作，获取、搜集、处理、表达信息的过程，感受科学探究的一般过程和方法；（2）、能运用网络、频闪照相、打点计时器、DIS等多种手段设计不同方法进行探究活动，经历自主实验探究的过程；（3）、了解伽利略对落体运动的研究，感受观察、假说、推论、验证等一系列研究方法。3、情感、态度与价值观（1）学生通过查阅资料了解科学家对落体运动快慢的争论，领略伽利略对科学严谨执著的态度和敢于对权威大胆质疑的精神，激发探究的兴趣和欲望；（2）通过图书、网络等媒体了解伽利略对落体运动的研究，体验和学习“发现问题、提出问题、提出假设、数学推理、实验验证、得出结论”的科学方法，感悟科学方法在人类认识自然和应用中的作用。（3）通过小组成员间根据子课题的研究内容，明确各自担任的角色和任务，在探究的过程中，体验具体分工、合作的愉悦和经验，增强责任感，乐于与人合作，并善于与人合作。二、【教学重点与难点】【教学重点】自由落体运动的性质和规律【教学难点】自由落体运动的规律及其应用。三、【教学准备】1、器材：根据学生需要准备；2、网络、图书资料；3、自制课件。 教学设计思路1、本设计的主要内容包括：自由落体运动的定义；自由落体运动的性质和规律；自由落体运动的加速度；自由落体运动的规律及其应用。2、本设计的基本思路：学生认领子课题或提出课题并组成小组，然后进行合理分工，通过自主学习查找资料，交流讨论，合作实验，小结交流，自评、互评、师评相结合。3、本设计突出重点的方法有以下几个：（1）主要通过纸片和硬币实验、毛钱管实验、月球实验介绍、科学家的争论等突出重点（1）。（2）通过设计不同实验（频闪照片、打点计时器、DIS等）并结合观察、提问、假设、实验、小结这一系列科学研究方法突出重点（2）（3）。4、本设计突破难点的方法是通过制作“反应时间尺”测量反应时间等实例分析，掌握用规律解决生活实际中的简单问题。本设计需要3课时完成。5、准备工作教师方面所作的准备：（1）设计预习作业，让全体学生对学习包的内容有所了解；（2）根据学生意向分组，宣布小组名单，并落实好课题负责人；（3）各课题组制定研究方案，填妥表格如下：（4）教师根据反馈准备器材。学生方面所作的准备：（1）完成预习作业，对学习包的内容有所了解；（2）根据自身的特点，完成分组分工，承担某课题组的某项任务；（3）配合小组成员完成表格填写。课题名称 负责人姓名：班级职务：联系电话：主要研究人员姓名角色分工（可以包括资料搜集员、PPT制作员、展示汇报员、实验操作员、制作发明员、资料整理员、组长等）研究过程一、提出问题：二、作出假设：三、实验设计：1、实验方案：2、实验器材：3、实验步骤：四、得出结论：四、【教学过程】（主要是学生分组交流各自专题的研究结果） 第一课时：子课题1：关于落体运动快慢的争论学生展示汇报、PPT、实验等（教师课前把关）教师进一步指出：A．自由的含义：不受空气阻力；B．看作自由落体运动的条件：初速为0；只受重力。C．理想模型。第二课时：子课题2：自由落体运动性质及规律的研究学生展示汇报、PPT、实验等（教师课前把关）（包括照相技术、DIS、打点计时器）教师归纳：实验原理、科学实验四部曲，并进一步指出：A、自由落体运动是初速为0的匀加速直线运动。B、物体下落的高度h、时间t、速度v和加速度a之间的关系：v=at；v=；h=第三课时：（1）子课题3：自由落体运动的加速度的研究学生展示汇报、PPT、实验等（教师课前把关）教师进一步指出：A、在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示，g的值通常取9.8m/s2，方向总是竖直向下。B、在地球上不同的地方，重力加速度是不同的，一般随地球纬度的增大而增大，随离地面高度的增大而减小。（2）子课题4：自由落体运动规律在实际生活中的应用研究学生展示汇报、PPT、实验等（教师课前把关）教师进一步指出：v=gt；v=；h=其它子课题展示、自评、互评、教师点评、拓展应用第二课时（详）： 子课题2：自由落体运动性质及规律的研究[教学过程]：同学们，上节课某某同学课题小组给大家介绍了有关“落体运动的快慢的争论”的一些知识，通过一系列的实验告诉大家一些结论，我们一起回忆一下：1、物体下落快慢与物体的轻重无关；2、如果忽略空气阻力，从同一高度静止下落的两个物体应该同时落地；3、我们把这种忽略空气阻力，仅受重力从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（理想模型）今天，我们就来研究讨论自由落体运动究竟是一种什么性质的运动以及运动规律是怎样的？研究这个问题存在的最大困难就是下落运动实在太快，时间、位移、速度都很难测定，那么这个研究课题由三个小组的同学分别认领和研究的，三个小组的研究方法各不相同，他们通过现代化的实验器材解决上述困难。下面，我们先请某某同学小组代表某某同学介绍他们的研究过程和结果。（学生介绍展示过程）……好，某某小组为我们展示了他们的研究过程和研究成果，我们一起简单回顾一下，首先，提出问题……接着，做出假设……然后，设计实验并操作验证，实验的原理是……最后，通过分析数据得出结论……这是某某小组通过研究获得的结论，下面，我们再看看另一小组又是如何研究自由落体运动的性质和规律的？（学生介绍展示过程）……好，某某小组也为我们展示了他们的研究过程和研究成果，我们再一起简单回顾一下，首先，提出问题……接着，做出假设……然后，设计实验并操作验证，实验的原理是……最后，通过分析数据得出结论……这是某某小组通过研究获得的结论，跟第一个小组结论一样。下面，我们再看看某某小组的研究。（学生介绍展示过程）……好，某某小组也为我们展示了他们的研究过程和研究成果，我们再一起简单回顾一下，首先，提出问题……接着，做出假设……然后，设计实验并操作验证，实验的原理是……最后，通过分析数据得出结论…… 三个小组运用不同的方法研究得出的结果是一致的，自由落体运动是一种初速为零的匀加速直线运动，所以以前所学的匀加速直线运动的规律都可以用，包括比例公式：v=at；v=；h=……其实，三百多年前，伽利略也做过这样的探究，同样遇到了时间位移难以测定的困难，我们来看一下他是如何研究自由落体运动的规律的…… 作业布置 Ⅱ：教案设计说明本节课的设计对课本所建议的课时安排作了比较大的改动，有点校本化和个性化的设计。理由是针对我校学生的实际，如果要完全在课堂上进行实验研究有困难，如果是人数很少的小班教育或者可以，所以我把实验探索研究的部分搬到课外进行，效果也比较好。整节课就是围绕一个结论得出的不同过程进行的，以及古代与现代实验的比较。通过这样一个设计，让学生知道结论得出的过程是相当重要的和不容易的。Ⅲ：教学反思本节课上得很流畅，本来担心会来不及，结果却非常顺利，主要是汇报的同学由于课外花了大量时间进行实验探究，工作做得很细致，也对自己的课题作了很深入的研究，所以整个过程包括实验器材的介绍，实验原理的说明以及熟练的实验操作等等都很到位，也得到了同行们的认可，特别是这样一种教学组织形式，充分调动了学生的学习积极性，也加深了学生对物理规律的理解。当然，这节课还是有很多不足，比如说课上的还嫌粗糙，因为这种学习包的课型很难通过试讲和反复推敲达到精致化，很多关键取决于学生的操作。在讲伽利略的理想实验时节奏稍快，学生还没有来得及消化，那么今后在教学中应注意这点，一定要站在学生角度去考虑问题。（指导者：杨浦区教师进修学院戴敏亮）