高中物理必修一：《自由落体运动》教学设计

 《自由落体运动》教学设计 【教材分析】 1、教学内容分析 《自由落体运动》是选自（人教版）物理必修1第二章第5节的内容，它是在学习“匀变速直线运动规律”之后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究，一方面是对前面知识的复习和巩固，也加强了课本知识与实际生活的联系；另一方面通过研究物理问题的基本思路和科学方法的学习，为今后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。因此，本节课是本章知识的复习课，培养学生思维的研究课，联系生活的应用课，也是后继学习的知识准备课。自由落体运动作为一种最基本的运动形式，与后续的牛顿运动定律，做直线、曲线运动的条件以及机械能守恒定律等内容相关联，必须对其特点和规律有深刻认识。 这节课不单是为了让学生知道实验的结论和规律的内容，更重要的是概念和规律的形成过程，以及形成这些概念和规律所用的方法，从而培养学生在合作中共同探索新知识,解决新问题的能力.使学生成为学习的主体，突出动手实践,自主学习,合作交流是学生的主要学习方式。 2、教学对象分析 1、学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识，具备了一定的学习基础，能够开展小组学习活动，但毕竟是农村学生，入学起点低，基础差，实验动手能力不强。因此在小组实验及分析讨论实验现象得出结论过程中存在一定困难。 2、高一学生的思维方式正由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需以一些感性认识为依托，利用视图和多媒体课件，创设问题的情景，帮助学生归纳出物理规律。 3、这节课中不仅有学生分组实验、讨论，而且还要利用视图和多媒体课件，因此确定选择多媒体教室环境。 【教学设计思想】    本节教学设计以实验探索为主线，充分展现隐含在本节内容中的科学探究方法和科学思维方式。首先，通过“测反应时间”的实验游戏激发学生学习兴趣，引出研究的问题──落体运动。接着学生进行分组实验，利用光盘，与光盘等大的圆纸片以及同材质的不同大小的纸片等做实验，直接利用生活中常见的现象探究物体下落的快慢是否与物体的质量有关，通过对实验结果的分析和讨论提出物体下落快慢与质量无关的设想；再进一步通过播放月球上的落体运动影像和教师演示“牛顿管”实验进一步验证设想。最后再由学生自主进行实验探究，利用打点计时器，记录自由落体运动的信息，利用运动学的导出公式△X=aT2计算出自由落体运动的加速度。    由于本节课学生自主实验探究的活动较多，故采用学生分组实验模式进行课堂活动，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强小组同学间的讨论与交流，师生间的相互反馈，培养学生合作学习的精神。课堂以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题，培养学生的逻辑思维能力。 【教学目标】 本节课教学主要是经历实验探究过程，掌握解决问题的方法，培养学生自主学习的意识与创新精神。因此，教学要从科学结论的学习上转移到概念和规律的形成过程，以及形成这些概念和规律所用的物理方法和思想的学习中，达到激发学生学习物理的兴趣，懂得认知未知事物的研究方法，发展学生各方面的能力和创新意识。 知识与技能1、通过教学使学生理解下落过程中空气阻力对物体运动的影响。 2、理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件。 3、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向。 4、理解在不同地点，重力加速度的大小有所不同；在同一地点，重力加速度与物体的重力无关。 5、掌握自由落体运动的规律，并能够运用自由落体运动的规律进行计算，解决一些实际生活中的问题。 过程与方法 让学生通过对玻璃内金属片、羽毛等下落的实验及其他演示实验的观察、分析、思考，学会归纳和总结问题的方法，培养学生的观察能力，推理能力，掌握科学研究的方法。 情感态度与价值观 通过对落体问题的研究，使学生体会对问题的研究要善于抓住事物的主要矛盾，透过现象看事物的本质。 【教学重点与难点】 重点：自由落体运动的性质、规律及重力加速度。 难点：自由落体运动的速度、加速度与重力无关。 确定依据及突破重难点的方法：“重的物体比轻的物体下落快”这个在亚里士多德的影响下沿袭了两千多年的说法比较符合我们的生活经历，因此要形成“轻重不同的物体下落一样快”的思想就要通过学生的亲身体验。通过让学生经历动手实验与观察分析实验，用实验事实帮助学生建立起正确的观点。利用多媒体动画课件展示在现有条件下不能做的实验，依据学生已有的知识和物理研究方法，通过实验观察、分析数据、归纳结论、类比迁移自己推导出自由落体的运动性质和规律。   【教学资源】月球上的落体运动影像视频资料；频闪照相视频；光盘和与光盘等大的纸片，相同材质不同大小的纸片； 测定反应时间的直尺（50cm左右）；牛顿管，抽气机；打点计时器，纸带；自制幻灯片。 【教法和学法】 物理学是一门以实验为基础的学科，自由落体运动的规律来源于实验探究。通过实验探究，强化物理知识的形成过程，培养学生自主学习能力和创新意识。因此，教学中进行分小组学习，引导学生动手实验，创设物理情景，边实验边提问，通过观察与思考，激发学生分析、讨论、交流，归纳概念，揭示规律。充分调动学生学习积极性与自主性，教师及时引导，给予学生思维点拔，体现“以教师为主导，学生为主体”新型教学观念。采用：“提出问题——动手实验——直观演示——观察分析——讨论交流——归纳概念——揭示规律——巩固知识”并辅以现代教育教学手段等多种形式的综合启发式教学。对学生而言，重要的是学会学习，掌握获取新知识的过程与方法，养成良好的科学素养，培养自主学习能力，树立良好的学习观。因此在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，注重搜集和处理信息，获取新知识，学会分析与解决问题。采用：提出问题——积极思维——实验探究——构建新知——巩固深化的学法。 《自由落体运动》教学设计【教学流程】   【教学过程】   教学环节 教学过程 设计意图 原有知识 复习匀变速直线运动及规律，教师提问学生回答 为学生得出自由落体运动规律奠定基础 创设情景 1、导入新课：学生与教师配合演示“测定反应时间”的小实验 2、组织学生分组实验——利用书桌上提供的仪器：光盘、与光盘等大的圆纸片、两张等大等材质的纸片和半张纸片分析物体下落时的快慢及得出结论。 通过实验学生可能会得出三种结论：重的物体下落快 轻的物体下落快 轻重不同的物体下落一样快 吸引学生注意，调动学生学习的热情 学生自己通过实验获得物体下落的快慢是否与物体的重力有关。 科学猜想 教师提问：为什么会出现三种情况？起作用的主要原因是什么？ 学生回答：空气阻力。 教师题问：在没有空气阻力影响的条件下，不同轻重的物体下落快慢是否一样呢？   实验验证 1、教师播放月球上的落体运动影像，学生观察铁锤和羽毛的下落情况。 2、教师演示 “牛顿管实验”，先演示抽成真空后金属片和羽毛的下落情况，再演示通入空气之后金属片和羽毛的下落情况。引导学生观察实验、思考问题、讨论交流、分析归纳，阐述“自由落体运动的条件及概念。 教学过程 直观呈现物理现象，培养学生观察能力、合作学习能力。     设计意图   构建新知 一、自由落体运动的定义：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。 二、自由落体运动条件： 1、初速度为零 2、只受重力（受空气阻力，当F组＜＜G，可忽略不计 ）        （与实际联系：哪些运动可看作自由落体运动？）   加强物理知识与实际生活的联系。 进一步提出问题 教师提问：自由落体运动属于那种性质的运动？是匀速直线运动还是匀变速直线运动，或是其他某种运动形式？ 学生：确定轨迹------直线       判断速度的大小如何变化？   培养学生通过直观现象定性地得出物理规律的能力。 科学猜想 学生猜想：自由落体运动应是初速度为零的匀加速直线运动。 学生小组讨论分析：要得出自由落体运动的性质需要哪些科学依据，并设计实验方案，讨论实验方案的可行性，最后选择出一种实验方案并进行实验。 培养学生合作探究，发挥小组的力量，选出最佳的实验方案。 理性分析 因利用△X=aT2较其他两个公式在设计实验方案上更为简单和可行，大部分学生会选择这个公式。这时学生很自然地就会想到利用打点计时器和频闪照相记录并获得物体做自由落体运动的信息，对于频闪照相由于实验条件所限，教师可通过多媒体动画课件展示教材中“图2.5--4 小球做自由落体运动的频闪照片” 实验，并引导学生观察实验现象。利用公式△X=aT2不仅可以得出自由落体运动的性质，还可计算出自由落体加速度 在实验室现有条件不具备的情况下利用多媒体课件模拟频闪照相，更形象、更直观。   实验验证 学生分组实验，记录实验数据并进行处理。在数据处理时学生容易将△X理解并计算成位移，教师应适时给予指点。 培养学生动手能力和处理数据的能力，通过数据处理直接获得实验结论。 构建新知 利用已有知识及实验探究得出以下结论： 1、初速度为零的匀加速直线运动。 2、加速度为重力加速度。 在这个过程中体现合作与交流，各小组之间进行互相评估，教师总结。 三、自由落体运动加速度 1、定义：同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。（g） 2、大小：9.8m/s2    (近似计算时：  10m/s2) 3、方向：竖直向下 4、变化规律：在地球上不同地点，g 的值略有不同。重力加速度随纬度增大而变大 四、运动规律 位移公式：h=  gt2          V2=2gh 速度公式：V=gt       引导学生通过“匀变速直线运动的运动规律”类比，启发学生推导出“自由落体运动的规律”公式，培养学生自主学习的能力。 巩固深化 1、回应导入新课中的“测定反应时间”的实验，引导学生讨论分析如何知道一个人的反应时间，将直尺改造成一个“反应时间测量尺”。 2、甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们从同一地点由静止开始下落，不计空气的阻力，则下列说法正确的是（   ） Ａ、甲比乙先着地 Ｂ、甲比乙加速度大 Ｃ、甲与乙着地速度相同 Ｄ、整个过程中，两者在任意时刻离地的高度相同 小结本节内容，布置作业 检测学生掌握知识程度，并将所学知识应用到科学领域，体验到学习的快乐。   【板书设计】 一、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 2、自由落体运动的条件： a、只受重力(或其它力可忽略不计) b、从静止开始下落，初速度为零。 二、自由落体运动的性质 假设---推理---实验验证---结论：初速度为零的匀加速直线运动 三、自由落体加速度 1、定义：同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。（g） 2、大小：9.8m/s2    (近似计算时：  10m/s2) 3、方向：竖直向下 四、自由落体运动的规律 位移公式：h=  gt2          V2=2gh 速度公式：V=gt 【课件设计】 利用课件教学使抽象理论变成形象实体，充分调动了学生的学习积极性，活跃课堂气氛，提高课堂效率和增添教学魅力。学生通过该课件的学习，不仅掌握了本节的知识，也提高了探索物理知识，分析解决问题的能力，促进了学生潜在智力的发展。本课件操作简单，是以幻灯片模块为主，动画模拟，形象生动，增强学习的趣味性，充分展现了多媒体辅助教学的优势。