2.4 自由落体运动 教学设计 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.4自由落体运动教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册一、教材分析

本节课选自人教版高中物理必修第一册，为第二章第四节“自由落体运动”。自由落体运动是高中物理中的一个重要概念，涉及重力加速度、速度、位移等物理量的计算和分析。本节课旨在让学生通过实验和理论分析，理解自由落体运动的规律，掌握自由落体运动的计算方法，并能运用所学知识解决实际问题。

本节课内容主要包括以下几个部分：

1.自由落体运动的定义和特点

2.自由落体运动的规律和计算方法

3.重力加速度的测量和计算

4.自由落体运动在生活中的应用

本节课的重点是让学生掌握自由落体运动的计算方法和规律，难点是自由落体运动的规律和重力加速度的测量和计算。为了帮助学生更好地理解和掌握本节课的内容，我会设计一些实验和例题，让学生通过实践和思考，逐步掌握自由落体运动的知识。二、核心素养目标

本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度。具体目标如下：

1.培养学生对自由落体运动的物理观念，使学生理解自由落体运动的定义、规律和特点。

2.培养学生运用科学思维分析自由落体运动的规律和计算方法，提高学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。

3.培养学生进行科学探究，通过实验和数据分析，使学生掌握自由落体运动的计算方法和规律。

4.培养学生严谨的科学态度，使学生能够准确、客观地观察实验现象，正确地进行数据分析和处理。三、学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了牛顿运动定律，对物体的运动有一定的了解。

-学生可能已经接触过自由落体运动的初步概念，但可能不够深入。

-学生可能对实验和数据处理有一定的基础，但需要进一步强化。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对物理实验和实际应用可能感兴趣，可以通过实际操作和应用来激发学生的学习兴趣。

-学生的逻辑思维能力和解决问题的能力可能不同，需要针对不同学生进行差异化教学。

-学生的学习风格可能多样，有的喜欢通过观察和实验来学习，有的喜欢通过理论学习来学习，需要根据学生的学习风格进行教学设计。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能对自由落体运动的规律和计算方法理解不够深入，需要通过实验和例题来帮助学生理解和掌握。

-学生可能对重力加速度的测量和计算存在困难，需要通过具体的实验和数据处理来帮助学生理解和掌握。

-学生可能对自由落体运动在生活中的应用缺乏了解，需要通过实际应用来帮助学生理解和掌握。四、教学资源

-实验器材：自由落体运动实验装置、计时器、尺子、砝码等。

-教学课件：利用多媒体设备展示自由落体运动的原理、规律和计算方法。

-学习资料：提供相关的物理教材、参考书籍和网络资源，帮助学生深入理解和掌握知识。

-教学软件：使用物理模拟软件，如PhysicsSim，帮助学生直观地理解自由落体运动的规律和计算方法。

-互动平台：利用在线学习平台，如Moodle或Blackboard，提供讨论区、作业提交和在线测试等功能，促进学生之间的互动和教师的反馈。

-视频资源：提供相关的教学视频和演示视频，帮助学生直观地理解自由落体运动的实验和应用。

-教学辅助工具：使用白板、粉笔等辅助工具，帮助学生更好地理解和掌握知识。五、教学流程

1.导入新课（用时5分钟）

通过一个简单的实验，让学生观察两个不同的物体从同一高度自由下落的情况，引发学生对自由落体运动的兴趣和思考。例如，可以准备两个不同质量的物体，让学生观察它们下落的速度是否相同，从而引出自由落体运动的定义和特点。

2.新课讲授（用时15分钟）

-讲解自由落体运动的定义和特点，通过多媒体课件展示自由落体运动的规律和计算方法，帮助学生理解和掌握。

-通过具体的例题，讲解自由落体运动的计算方法，让学生通过例题来理解和掌握自由落体运动的计算方法。

-讲解重力加速度的测量和计算方法，通过实验和数据处理，让学生掌握重力加速度的测量和计算方法。

3.实践活动（用时10分钟）

-组织学生进行自由落体运动的实验，让学生通过实验来观察和理解自由落体运动的规律和计算方法。

-让学生通过实验来测量和计算重力加速度，通过实验和数据处理，让学生掌握重力加速度的测量和计算方法。

-组织学生进行小组讨论，让学生通过讨论来解决自由落体运动的问题，提高学生的实践能力和团队合作能力。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-组织学生进行小组讨论，讨论自由落体运动的规律和计算方法，通过讨论来加深对知识的理解和掌握。

-组织学生进行小组讨论，讨论重力加速度的测量和计算方法，通过讨论来加深对知识的理解和掌握。

-组织学生进行小组讨论，讨论自由落体运动在生活中的应用，通过讨论来加深对知识的理解和掌握。

5.总结回顾（用时5分钟）

通过回顾本节课的内容，让学生总结自由落体运动的定义、规律、计算方法和重力加速度的测量和计算方法，帮助学生巩固和掌握知识。六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料：

-推荐阅读《物理学原理》一书中的自由落体运动相关章节，加深对自由落体运动的理解。

-推荐阅读《物理实验教程》中的自由落体运动实验部分，学习更多关于自由落体运动的实验方法和技巧。

-推荐阅读《物理学前沿》中关于自由落体运动的最新研究进展，了解自由落体运动在现代物理学中的应用和研究成果。

2.课后自主学习和探究：

-鼓励学生通过网络资源，如物理学网站、学术论文库等，查找更多关于自由落体运动的研究资料，加深对自由落体运动的理解和掌握。

-鼓励学生进行自由落体运动的实验探究，通过实验来验证自由落体运动的规律和计算方法，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。

-鼓励学生思考自由落体运动在生活中的应用，如建筑设计、交通工程等，通过实际应用来加深对自由落体运动的理解和掌握。

3.拓展思考问题：

-自由落体运动在现代物理学中有什么应用？

-如何通过实验来验证自由落体运动的规律？

-自由落体运动在生活中的应用有哪些？七、内容逻辑关系

①自由落体运动的定义和特点：自由落体运动是指在真空中，物体仅受重力作用，从静止开始下落的运动。自由落体运动的定义是本节课的基础，而特点则是理解自由落体运动的关键。

②自由落体运动的规律和计算方法：自由落体运动的规律是物体下落速度与时间成正比，计算方法则是通过实验和数据分析来确定重力加速度。这两个知识点是本节课的核心内容，需要学生通过实验和例题来理解和掌握。

③重力加速度的测量和计算：重力加速度的测量和计算是本节课的重点，需要学生通过实验和数据处理来掌握。通过测量和计算重力加速度，学生可以更好地理解自由落体运动的规律和计算方法。

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。例如，可以设计以下板书：

1.自由落体运动的定义和特点

-定义：在真空中，物体仅受重力作用，从静止开始下落的运动

-特点：物体下落速度与时间成正比

2.自由落体运动的规律和计算方法

-规律：物体下落速度与时间成正比

-计算方法：通过实验和数据分析来确定重力加速度

3.重力加速度的测量和计算

-测量方法：通过实验和数据处理来测量重力加速度

-计算方法：通过实验和数据处理来计算重力加速度八、典型例题讲解

1.例题1：一个物体从高度h自由下落，求其落地时的速度v。

解答：使用自由落体运动的公式，v=g*t，其中g是重力加速度，t是下落时间。根据题意，可以得出v=g*h。

2.例题2：一个物体从高度h自由下落，求其在下落过程中经过的时间t。

解答：使用自由落体运动的公式，t=h/v，其中v是落地时的速度。根据题意，可以得出t=h/(g*h)=1/g。

3.例题3：一个物体从高度h自由下落，求其在下落过程中经过的距离s。

解答：使用自由落体运动的公式，s=1/2*g*t^2，其中t是下落时间。根据题意，可以得出s=1/2*g*(h/g)^2=h。

4.例题4：一个物体从高度h自由下落，求其在下落过程中经过的距离s和时间t。

解答：使用自由落体运动的公式，s=1/2*g*t^2，t=h/v。根据题意，可以得出s=h，t=h/(g*h)=1/g。

5.例题5：一个物体从高度h自由下落，求其在下落过程中经过的距离s和速度v。

解答：使用自由落体运动的公式，s=1/2*g*t^2，v=g*t。根据题意，可以得出s=h，v=g*h。九、教学反思与改进

在完成本节课的教学后，我进行了认真的反思和评估，以便识别需要改进的地方，并制定改进措施，以提高未来的教学质量。

首先，我注意到学生在理解自由落体运动的规律和计算方法方面存在一定的困难。在未来的教学中，我将更加注重实验和例题的教学，通过实际操作和具体案例来帮助学生理解和掌握这些知识点。

其次，我发现学生在进行科学探究和数据分析时存在一定的不足。在未来的教学中，我将增加更多的实践活动，鼓励学生进行实验探究和数据处理，以提高他们的科学探究能力和数据分析能力。

此