自由落体教学设计.doc

《自由落体》教学设计
襄樊市第八中学 潘登
教材分析
本教学设计依据为人教版第二章第五节《自由落体运动》内容。自由落体运动是匀变速直线运动的一个特例,在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法.教材的第五节、第六节分别对自由落体运动规律及自由落体运动的历史研究过程和方法进行了讲解。因此本节的重点应该是对自由落体运动规律的讲解。本节课既是“匀变速直线运动的研究”的复习课，是培养学生思维的探究课，是联系生活的应用课，也是后继学习的知识准备课，具有重要的地位和承上启下作用。
学情分析
1．已有的知识与经验
落体运动在生活中非常常见，学生很容易根据生活经验而形成错误的前概念，即“物体下落快慢与物体的重量有关”、“物体越重下落越快”。
通过“运动的描述”、“匀变速直线运动的研究”等内容的学习，学生已经基本掌握了处理直线运动问题的方法，为进一步进行实验探究打下比较坚实的基础。
2、心理特征
高一学生处于从初中向高中转变的过渡期，兴趣爱好广泛，求知欲强，有一定的学习能力和自制力。但普遍感觉物理难学，学习不适应，导致部分学生对物理学习存在一定的心理障碍。
3、认知规律
由于物理规律有较高的概括性和抽象性，学生的认知发展水平会影响物理规律的学习。刚进入高中的学生的思维能力主要偏重于形象思维和感性思维，抽象逻辑思维和理性思维还处于初级发展阶段。
设计思想
针对上述学情分析，在教学中应有意识的结合大量实例，培养学生对物理学习的兴趣，并且由易到难、深入浅出的探索每一个知识点，给予学生适当的鼓励，增强学生的自信心，帮助学生打破“物理学习难”的心理障碍。同时，通过学生自主实验，充分调动学生学习的积极性，并加强物理思维和学习方法的引导，逐步培养学生的自主学习能力。首先通过生活实例，提出物体下落快慢的问题，引发学生的求知积极性，然后运用纸团实验引出矛盾，再运用牛顿管实验逐渐导出自由落体实验的概念，然后由打点计时器实验，结合前面所学知识启发学生自主总结自由落体运动的规律，然后提出自由落体加速度的概念，并通过测反应速度这一实例应用巩固知识，在学生深入了解和掌握了自由落体运动规律后，通过课后练习，巩固本节课所学自由落体的运动规律。

教学目标
知识与技能
1．理解物体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．理解在不同的地点，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量无关。
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
1．让学生通过对玻璃筒内金属片、羽毛等下落的实验及其它演示实验的观察、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。
2．通过分组实验培养学生动手操作能力、分析处理数据的能力。
情感态度与价值观
1．通过实验提出问题引入，在问题情景中不断激发学生的求知学习热情，调动学生的主动性，培养学生敢于思考、敢于突破陈规、勇于创新的科学精神。
2．在学习中，学会互相交流，提高学生的合作意识与能力。
教学重点
1．自由落体运动概念、基本规律的理解与灵活应用。
2．探究自由落体运动的过程。
教学难点
1．自由落体运动规律的得出。
2．综合应用自由落体运动规律以及相关知识，分析、解决实际物理问题。
教学方法
1．启发式教学、多媒体教学
2．实验演示、讲授、讨论
教具学具准备
硬币、纸片、牛顿管、木尺、铁架台、打点计时器、刻度尺、重锤、学生电源、抽气机。
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课
通过多媒体，展示日常生活中的落体运动（如跳水运动、蹦极运动、跳伞运动、雨滴下落、苹果落地、花瓣下落等），引导学生思考，同时在屏幕上显示小球下落的频闪照片，启发学生思考下落的规律。
学生积极观看，并思考，猜测下落规律。
激发学生兴趣，活跃气氛，引导学生进入本课思维。
进入新课

（一）对落体运动的初步思考

为了知道物体下落的规律，我们首先应该考虑物体下落快慢的问题。
提问1：同学们，在没有预习今天的内容之前你们认为轻重物体是不是下落的一样快呢？
实践是检验真理的唯一标准，让我们通过实例来研究问题吧。
演示：硬币和纸片同时下落
提问2：同学们看到硬币跟纸片哪个落得快啊？
这个结果跟我们以往的经验是一致的，我们再来看下面的例子
演示：1、把纸片揉成坚实的小团跟硬币同时释放
2、两个同样的纸片一个揉成团同时释放
提问3：请学生总结实验现象结果
提问4：再请同学们思考下，这些现象说明了什么呢？
好，同学们的分析很正确，那在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢会是什么情况呢？让我们来看下面的演示。
演示：牛顿管实验
1、不抽出空气，倒立观察金属片和羽毛下落快慢；
2、抽去部分空气，倒立观察
3、抽出全部空气，倒立观察
4、将实验过程拍摄，然后通过多媒体慢放，让学生更进一步观察实验结果。
提问5：从以上实验我们能得出什么结论？

教师归纳：
不计空气阻力，所有物体下落一样快
下面我们就和大家研究在不计空气阻力情况下，只受重力，并且从静止开始下落的运动即自由落体运动。
回答1：重的物体下落快

回答2：硬币

回答3：硬币跟刚才的纸片下落一样快，同样的纸，纸团却下落的快些。
回答4：由于有空气阻力的影响，物体才下落得有快有慢。

让学生完成抽气过程
回答5：学生仔细观察现象认真思考得出结论：忽略阻力的情况下轻的物体和重的物体下落一样快。
让学生积极思考

培养学生观察实验的习惯

由于实际中下落比较快，时间比较短暂，不便于观察，利用多媒体慢放，可以让学生更好的观察实验效果。
（二）自由落体运动的概念

教师给出自由落体运动的定义。
提问1：同学们请从自由落体运动定义中找出其条件
教师归纳：（1）V0=0
（2）只受重力作用
提问2：学生举例日常生活中哪些物体的运动可看作自由落体运动
教师归纳：物体在实际生活中下落除了受自身的重力外还受到空气的阻力，因此自由落体运动其实为一种理想化的运动。生活中当f<<G时，物体的下落可看做自由落体运动。
提问3：请学生回忆以前学过的直线运动有哪些？

提问4：那自由落体运动是怎样的直线运动呢？

提问5：我们有什么方法可以用来判断物体运动是否是匀加速直线运动的？

提问6：前面我们用什么实验方法的？
回答1、只受重力的作用并且从静止开始下落
回答2、举例：雨滴的下落；苹果的坠地
回答3：匀速直线运动、匀加速、减速直线运动
回答4：匀加速直线运动
回答5：看相等时间段内的位移
回答6：打点计时器，分析纸带上的点迹。
开动学生大脑

给学生发挥的余地

让学生大胆猜测

培养学生的创新能力

（三）实验探究得出结论
学生用不同的重物分组实验并记录数据，教师进行辅导。
选取几组学生的纸带，把数据记录在设计好的excel表格中。从表格中直接输出结果并分析数据。

S1
S2
S3
S4
S5
S6
S2-S1
S3-S2
S4-S3
S5-S4
S6-S5
1

2

3

4

提问1：从表格中我们能够得出什么结论

教师归纳：从表格中的数据可以看出：在误差允许的范围内，连续相等时间内位移差相等，由此可得出结论：
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
学生积极进行实验

学生读数、处理数据。

回答1：连续相等时间内位移差相等，说明自由落体运动是匀加速直线运动

让学生参与，培养其动手能力及分析问题的能力
(四)自由落体运动的加速度

提问1：既然我们已经知道了自由落体运动是匀加速直线运动，那么我们能不能运用刚才的实验数据计算一下它的加速度呢？
教师归纳：给出公式：并可利用excel表格直接输出相应小组的g值。
通过多次测量发现在同一地点,不同物体自由落体运动的加速度是相同的,我们称其为自由落体加速度(g)。
提问2：自由落体加速度的方向如何?
教师归纳:自由落体加速度的方向和重力的方向相同均为竖直向下
提问3：那它的大小如何呢?
教师归纳：通过多次测量得出自由落体加速度的大小标准值是9.80665m/s2，一般计算时我们用9.8 m/s2计算，粗略计算中，重力加速度还可取 g = 10 m/s2
教师说明：地球上不同地区值是不一样的，引导学生看书上表格，指出纬度越高,自由落体加速度越大。
学生思考并回答

学生倾听

回答2：竖直向下

回答3：学生说出刚才求的数值

学生倾听

正确引导，培养学生将前后知识联系起来的能力。

(五)自由落体运动的规律

请同学们思考、回忆匀变速直线运动的规律
通过刚才的学习，我们认识到自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的规律应该完全适用于自由落体运动，我们只需要把初速度改为零就可以了。引导学生导出自由落体运动的规律公式。

学生思考，演算。

培养学生运用已学知识的能力
(六)自由落体运动的实际运用

用尺子测反应时间
井口离水面的距离
测楼高

学生积极讨论操作方法并回答
拓展学生思维空间，提高应用能力
课堂小结
1、自由落体运动是只在重力作用下，从静止开始的运动
2、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
3、在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都同
4、匀变速直线运动规律均适用于自由落体运动
学生认真倾听
系统梳理提纲挈领
作业
1、教材P45 问题与联系2、3、4、5
2、实际操作反应时间、井深、楼高的测量
3、查阅相关资料，了解自由落体运动过程的探究历程

系统梳理本节内容

板书设计
自由落体运动
一、自由落体运动的概念
物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。
二、自由落体运动的性质
初速度为0的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度
1．一切物体自由下落的加速度都相同，叫做自由落体加速度。
2．常取 m/s2或 m/s2
四、自由落体运动的规律及基本公式

教学反思
本节课紧贴教材，按大纲要求培养学生的目标，以观察实验、分析、归纳、讨论及信息技术的直观演示来理解比较抽象的概念，使学生学习兴趣得到培养，信心得到增强，达到较好的学习效果。
开始的小实验很重要，是科学探究的入口处，所以教师一定要把握好演示的技巧，然后引导学生层层深入，激发学生的好奇心，使他们产生强烈的求知欲，积极主动地去探究问题。
在得出自由落体运动规律之后，利用身边常见的现象来应用规律，让学生体验到物理现象就在身边，物理知识不仅有趣，而且还是很有价值的。

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