探究自由落体运动.doc

探究自由落体运动”教学设计凤县中学 梁瑞琼【教材分析】选自沪科版普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）第二章匀变速直线运动的研究第二节探究自由落体运动的规律。落体运动是一种常见的运动，伽利略对自由落体运动的研究意义重大。关于自由落体运动的学习分成两节来讲授。上一节按照伽利略对自由落体运动的研究过程和科学思维过程，使学生认识自由落体运动。本节通过演示、实验、分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。【学情分析】在前面的教学中，学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，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。【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）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）利用分组实验组织学生进行实验探究（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）讨论问题，回到生活中（利用钱毛管的演示，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）学生自主实验探究自由落体运动（对物体情景的分析，实验数据的处理，逐步引导学生探究物理情景之间的物理量的关系）【教学目标】1、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）能用打点计时器得到相关的运动轨迹，并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。（3）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。2、过程与方法通过对落体运动的实验探究，初步学习使用变量控制法。3、情感态度价值观（1）通过实验探究落体运动的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望。（2）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。（3）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由落体。（4）培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。（5）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。【重点难点】1、对自由落体运动概念的认识和理解。2、“观念思考推理猜想验证”是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要过程。【设计思想】为了全面完成各项教学目标，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，引出研究的问题探究自由落体运动规律，由学生自主进行实验探究，定量地探究自由落体运动规律。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。【教学方法】教师演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果。【教学过程】一、引入新课我们已经学习匀变速直线运动的规律，下面我们一起来研究我们常见的运动落体运动。二、进行新课1活动设计：测“反应时间”教师活动：课前设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm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：“一般刻度尺是用来测量什么的？”学生活动：学生习惯性回答：测长度。教师活动：老师手中的这把尺很神奇，它不仅能测量长度，还能测量时间，并且能测出同学们的大脑反应时间，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34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。（实际教学效果表明学生对这一活动非常感兴趣，踊跃参与）设计说明：在此将教材中的“做一做”栏目中的“测定反应时间”改为放在课前引入，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。2引入课题教师活动：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相关。举例：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引问：观察并指出以上物理情景中物体相似的运动特点。学生活动：观察，思考，总结。教师活动：教师在学生表述的基础上总结：画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。3自由落体运动（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。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，叫做自由落体运动。学生思考，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。（2）自由落体运动的性质：是一种初速度等于零的匀加速直线运动。（探索自由落体运动快、慢的本质）前面我们多次提到物体下落的“快”、“慢”，这可以是指物体在一定时间内下落距离的大小（或下落一定距离的时间长短），也可以指物体下落的速度大小。那么，对一种变速运动来说，最能反映它的运动本质特点的物理量是什么呢？引导得出是加速度，因此，我们的问题可以归结为：仅受重力作用的不同物体是否具有相同的加速度？自由落体的加速度是多少？由公式Sat2/2，根据各不同物体下落相同距离的时间相同，得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度。（3）自由落体加速度：(1)在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。(2)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下g 取9.8m/s2 ，粗略计算时g 取10m/s2 。（初中学过的常数g =9.8N/，实质上是这里的重力加速度）(3)重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。（4）自由落体运动公式由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据自由落体运动的Vt图像推导出自由落体运动的公式：v=gt；h=gt2/2；vt2=2gh四练习：1、某人要测一座高塔的高度，从这座塔顶上静止释放一个小石块，测得石块从释放到落地时间是3.0s，问塔有多高？g取10m/s2。2、有A、B两个小球，在不同高度上做自由落体运动，A球下落1 s后，B球开始下落，两球同时落到地面。已知B球离地面高度为45m，问A球从多高处下落？g取10m/s2。五、课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。设计说明：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架【板书设计】22探究自由落体运动的规律1.自由落体运动概念2自由落体运动的性质3自由落体加速度：大小：g 取9.8m/s2 ，粗略计算时g 取10m/s2 方向：总是竖直向下4. 自由落体运动公式： v=gt；h=gt2/2；vt2=2gh【教学后记】本节课从学生的“测反应时间游戏”引