自由落体运动教学设计

1、全国首届大学生中学物理教学技能大赛教学设计参赛课题: 自由落体运动 推荐单位: 泰山学院 参赛选手: 徐星文 所学专业: 物理学 学历层次: 本 科 山东·烟台2009-8-161 / 9自由落体运动教学设计一教材分析我所使用的教材是，人教社全日制普通高级中学教科书（必修）物理第一册第二章直线运动的第八节自由落体运动。在学生掌握了匀变速直线运动的规律之后，课本把该节放在本章的最后一节，把自由落体运动作为初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这样有利于学生形成良好的知识结构，避免死记公式。它既是对前面所学内容的复习和巩固，同时也通过本节内容

2、的知识探究，为以后学习较复杂运动打下良好的基础，在教材中具有重要的地位和作用 。二学习者分析学生由于受日常生活的影响，对“重的物体下落的快，轻的物体下落的慢”印象很深，故做好演示实验以及学生实验显得尤为重要。根据前几节的学习，我们志在调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力，培养学生探究性学习的能力、观察思考分析、处理数据的能力。根据形成性评价，学生已经掌握了进行自由落体运动学习的初始能力。在学习本节知识之前，学生应该牢固的掌握匀变速直线运动的规律，能够熟练使用打点计时器进行实验，并掌握实验数据的处理方法。三教学目标（一）知识与技能1、知道什么是自由落体运动，理解自由落体运动是初速度为零的

3、匀加速直线运动。2、知道什么是自由落体加速度，知道它的方向、大小和变化规律。 3、能规范的使用打点计时器，熟练进行实验操作。（二）过程与方法1、观察自由下落的物体，预测其运动特点，培养学生的观察能力和逻辑推理能力。2、通过自由落体运动作为匀变速直线运动特例的学习，发展学生的知识迁移能力。3、实验探究自由落体运动的规律，让学生在探究自由落体运动规律的过程中体验科学探究的方法。（三）情感、态度和价值观1、在教学中渗透物理方法的教育，使学生了解在处事中要突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。2、通过科学家研究自由落体运动的过程，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力。3、通过学生实验培养学生

4、的团结合作精神和协作意识，培养学生敢于思考、敢于突破陈规、勇于创新的科学精神。四重点难点分析教学重点自由落体运动的定义和自由落体运动的规律。教学难点所有物体自由落体运动的加速度都是重力加速度g，与重量无关。五教法和学法自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动，有其广泛性和特殊性，在教学过程中要重视学生对概念的形成。采用：“复习提问直观演示分析讨论归纳概念·揭示规律巩固知识”的实验探究教学法并辅以现代教育教学手段。根据本节课的特点，这节课我们安排在实验室里学习，让学生边学边实验。对学生来说，重要的是让他们掌握获取新知识的过程和方法，养成良好

5、的科学素养。因此在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考，注重搜集和处理信息，获取新知识学会解决问题。采用：提取旧知识积极思维实验探索构建新知巩固深化的学法。六教学媒体硬币、牛顿管、纸片、纸板、铁架台、打点计时器、重物、纸带、直尺、课件。七教学过程（一）复习提问我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由哪三个公式体现出来？  （课件放映） 提问：在连续相等的时间（T）内的位移之差有什么特点？ （课件放映）=这个公式反映了匀变速直线运动的特点，它可以用于匀变速直线运动的计算中。反过来，我们也可以通过这个结论来验证某些运动是否为匀变速直线运动。（复习旧知识并为实验探究自由落体运

6、动的规律埋下伏笔）（二）导入新课今天我们要利用这些知识来研究一种非常常见的运动自由落体运动。首先我们来研究物体的下落运动。（课件展示）树叶的下落；雨滴、雪花的下落；蹦极时，人的下落；工地上，从高处落下的砖头和瓦片等等。如此多的物体在下落！物体的下落有什么特点呢？（展示目标，调动学生兴趣、激发学生求知欲）（三）新课教学1、什么是自由落体运动?提问：你们仔细观察过落体运动吗？不同物体下落的快慢相同吗？请同学们仔细观察下面的实验。演示1：取一枚硬币和一张与硬币等大的纸片，让它们从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（诱导一下：是否物体越重下落得越快？）这是我们的生活经验，似乎很容易得出“重的物体比轻

7、的物体下落得快”的结论，这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略为证明亚里士多德观点的错误，做了大量的实验。他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两球由静止同时下落，据亚里士多德的观点，重球应该先落地，但实际上两球同时落地。演示2：取厚纸板一张，与厚纸板等大的纸片一张，把纸片揉成团，让两者从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（诱导一下：是否物体越轻下落得越快？）一会儿是重的物体下落快，一会儿是轻的物体下落快，这是什么原因呢？（让学生讨论，提出猜想：物体下落的快慢除了跟重力有关外，还与物体受到的空气阻力大小有关

8、）（矛盾的结论引起学生的惊奇，产生认识冲突，激发智慧，并从心理上做好接受新知识的准备）真的与空气阻力有关吗？我们来尽量减小空气阻力对落体的影响试试。演示3：把演示1实验中的纸片捏成一团让它跟硬币从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（教师引导：很难判断说明纸团和硬币几乎同时落地） 现在，重的物体和轻的物体几乎同时落地了，如果我们进一步改善实验条件，设法让物体在真空中无阻力下落试试。演示4：牛顿管实验。我这里有一个长约1米，一端封闭、另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等，放在玻璃管里。1）打开开关，管里有空气，把玻璃管倒立过来，现象如何?2）把管里的空气抽出一些后

9、，现象如何？3）把管里的空气几乎全部抽出，会如何?（现象明显，引导学生总结出：如果没有空气阻力，物体下落快慢相同）肯定学生猜测，并给出定义：物理学中将物体不受其他因素影响，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（明确自由落体运动中“自由”的又一含义即“不受其他因素影响”。“其他因素”包括空气阻力、电场力、磁场力等等）这种运动只有在没有空气的空间里才能发生；在有空气的空间里，如果空气的阻力作用比较小，可以忽略，那么物体的下落也可以看做是自由落体运动。像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。（以上四个演示实验由于简单，易观察，学生很有成就感，容易激起兴趣，引起共

10、鸣。然后借势引出自由落体运动的定义和进一步实验探究自由落体运动的特点规律，自然过渡）2、自由落体运动的特点及重力加速度现实生活中，重物从静止开始下落不太久的时间内可以近似认为是做自由落体运动，重物可以是小铁块，小石块，雨滴等等。那么自由落体运动是什么样的运动呢？它有什么特点规律呢？（可以提示学生：物体下落得越来越快；前面我们学过的什么运动是这样的呢？直到多数同学猜想是匀加速直线运动为止）别人凭什么相信你的结论呢？（及时引导学生：必须用实验事实来证明自己的猜想是否正确）从上面的实验及分析可知：自由落体运动是的加速运动，是什么样的加速运动呢?下面我们通过实验来研究。学生分组实验：重物自由下落，用打

11、点计时器打一纸带。（通过演示实验和学生实验培养学生的动手操作能力、观察能力、分析推理能力、综合归纳能力）要求学生分组完成测量工作，然后据测量结果，告诉教师各自的结论。（投影） 在误差允许的范围内=？（培养学生数据处理能力，并复习以前学习的实验操作，增加实验熟练度，提高学生动手能力）学生可以通过计算分析得出自由落体运动是匀加速直线运动，然后引导学生求出其加速度，即由，得。（培养学生的团结合作精神和协作意识）这个实验便于操作，却很粗糙，人们发明了许多先进的实验手段来研究自由落体运动，这里，我给大家介绍一种较先进的方法频闪照相法。看投影这是自由落体运动（小球）的频闪照相的照片，照片上相邻的像是相隔同

12、样的时间拍摄的，类似纸带的分析我们可以更准确地求出小球的加速度。 （介绍先进试验方法，开拓学生视野，提高学生的识图分析能力及知识运用能力）通过以上分析，我们不难得出自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，而且在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。请同学们阅读教材第37页表格内容，地球上不同的纬度，g值随纬度的增加而增加，通常g值取98，有时粗略计算也取10，g的方向竖直向下。（未学习万有引力，对重力加速度的理解不可能深入，只稍作提醒即可）将学生计算出的加速度大小与教材上的g=9.8m/s2作比较，明确：测量值偏小的原因是

13、摩擦阻力和空气阻力造成的，让学生课后计算教材上频闪照片中小球的加速度，将得到更精确的值。这部分内容作为本节课的重点，应该充分发挥学生的主动性，注意纠正学生的不良实验习惯，让学生学会实验探究的一般方法。3、自由落体运动的规律既然自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，那么请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。 （引导学生进行知识迁移，提高推理能力，并复习巩固以前学习的知识，形成良好的知识结构）4、例题一个物体从 19.6 m 高的地方自由下落，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？解：由公式 得 物体落地时的速度为（巩固知识，提高认识，提高学生应用能力及建立

14、模型的能力）5、作业1）计算教材频闪照片图3-28中小球的加速度大小，并与真实值和课堂上你用打点计时器实验的计算值比较，试讨论产生误差的原因。2）测反应时间。6、课堂小结在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住主要因素，忽略次要因素，由浅及深的推入，得出一种运动形式自由落体运动，再利用基本满足自由落体运动条件的运动研究其规律，最后将规律用于生活实践。这种获得知识和应用知识的方法，在以后我们学习物理时还会经常用到。八板书设计自由落体运动一、物体下落运动（1）沿直线竖直下落（2）受重力作用，同时受空气阻力作用（3）空气阻力忽略不计时，物体下落快慢相同二、自由落体运动1.定义：物体只受重力作用从静止开始下落的运动。2.实验：探究自由落体运动的性质结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。三、自由落体加速度1.同一地区一切物体下落的加速度是相同的，我们把这个加速度称为自由落体加速度，通常也叫做重力加速度，用g来表示。2.大小：方向：竖直向下三、自由落体运动的特点四、