司南版高中物理必修1教案设计

1、司南版高中物理必修 1 教案设计 3.3 自由落体运动本节教学案例设计人：福州三中 林杰一、教学内容分析1、内容与位置本节为一般高中物理课程标准共同必修模块“ 物理 描述” 中所涉及到的内容；内容标准中这节有关的条目是：1” 中第一个二级主题“ 运动的（1）通过史实,初步明白近代实验科学产生的背景,熟悉试验对物理学进展的推动作用；（2）经受匀变速直线运动的试验过程,懂得位移、 速度和加速度, 明白匀变速直线运动的规律,作用；本节教学内容要表达试验在熟悉自由落体规律中的作用,体的争论,体会科学争论方法对物理学进展的作用；体会试验在发觉自然规律中的 并通过介绍伽利略对自由落物体的下落运动是日常生活

2、中最为常见的现象,同学对物体的下落运动已有自己的认 识,这可以成为教学的起点,通过试验和科学的辨析,熟悉自由落体运动的规律；自由落体 运动是匀变速直线运动的一个重要实例,通过自由落体直线运动规律的争论,加深对匀变速“ 提出假设数学推 直线运动规律的懂得；另外, 在学习过程中要让同学逐步体会伽利略的 理试验验证合理外推”的争论方法, 伽利略对自由落体的争论开创了科学的试验方 法,促进了物理学的进展 , 为人类熟悉自然供应了一种重要的争论方法 . 因此,伽利略对自由 落体的争论是方法训练和情感训练的好素材,教学过程仍应让同学感受科学家的探究精神；2、教学目标（1）用抱负化的方法比较重力与空气阻力的

3、大小,识别自由落体运动；（2）通过试验探究熟悉自由落体运动特点和规律,体验物体下落的快慢,明白生活中 物体的下落运动；（3）体会伽利略争论自由落体运动的科学思维方法,学习科学家的探究精神；（4）体会试验在物理问题争论中的作用；3、重点、难点探究自由落体运动规律的过程,体会伽利略的科学推理方法是本节教学的重点；重力加速度的测量是本节教学的难点；二、案例设计（一）新课的引入 师：请同学们从生活体会动身对物体下落快慢情形提出自己的看法,并举例说明；说明：让同学展现对物体下落已有的体会熟悉,并引导同学留意观看身边物理现象,体会到物理学问就在我们身边,感悟物理规律争论的价值；猜测：同学对物体下落的熟悉可

4、能有下面几种 1重的物体下落快；例如：小石块下落的比树叶快2轻和重的物体下落一样快；例如：小石块和小纸团下落的一样快 3体积小的物体下落的比大的物体下落快；例如：小球下落的比气球快 4物体在下落过程中,速度越来越大；例如：小石块下落5物体下落的很快,例如：从 3 层楼高出物体下落的楼底,只需 1 秒多一点时间 6 师：同学们提出的这些看法从每个实例上看都是正确的 互冲突的结论呢？是什么缘由造成的？, 那么为什么物体下落有这些相说明：让同学对已有观点进行分析和比较,提出新的问题,然后对新问题进行进一步的争论；对已有 现象和结论进行进一步的摸索和分析是科学争论的起点；猜测：同学分析出的缘由可能是：

5、1有没有受到空气阻力；2空气阻力和物体的重力；师：当物理现象可能与几个因素有关时如何争论下去？可通过试验进行进一步的争论；也可以通过科学的推理进一步争论；下面先通过试验来争论阻力和重力对物体下落的影响；请同学们针对这个问题设计试验；说明：对于遇到的问题和困难如何进一步争论下去,这是要让同学体会的,因此在学习中不要只给同学唯独正确的方法和过程,让同学尝试中体验胜利和失败的欢乐；猜测：同学提出的试验方案可能是：1拿两张相同的纸张,一张揉成纸团,另一张不变；让它们一起下落；那么观看到现象来说明空气 阻力对物体下落的影响；（空气阻力阻碍物体向下运动,没有阻力情形下物体运动的快）2拿重量不一样的木球和和

6、铁球,让它们一起下落；拿重量不一样的纸片和硬纸片让它们一起下落；这组试验发觉在有空气阻力和没有空气阻力的情形下物体下落情形不一样；3 师：从同学们的试验可以得出什么结论？说明： 以往结论往往是老师直接给出,没有给同学摸索总结的时间,这样同学的试验只流于形式, 没有达到揭示通过试验揭示现象本质的功能,题的乐趣；猜测：同学对试验现象的观看和摸索可能得出的结论是同时也不能给同学带来争论问（1）空气阻力对物体下落是有影响的,同一物体受到空气阻力时运动的较慢；2当有受到空气阻力时物体下落仍与物体重力有关 3当物体在没有受到空气阻力的情形下,物体下落的快慢好像与重力无关 4 师：从以上争论中,我们可以发觉

7、空气阻力对物体下落的确有影响,而且较为复杂,日 , 经常可以忽视 常生活中很多物体下落时受到的空气阻力很小 , 与物体的重力比较小的很多 不计,我们今日就是争论在没有空气阻力的情形下物体的下落情形,这种运动就叫自由落体 运动；（二）自由落体运动 1、轻、重物体自由落体运动的过程运动情形一样下落的一样快老师通过牛顿管演示试验来证明在没有空气阻力的情形下,轻、重物体下落情形一样；试验装置如右图所示,在一根长约 1.5m 的玻璃管中,放入一些外形 和重力均不同的小物体,如羽毛、金属片、软木塞、小玻璃球等；演示试验时按如下步骤：（1）不抽出玻璃管中的空气,将玻璃管倒立过来,观看物体下落情形（2）抽去玻

8、璃管中部分空气,将玻璃管倒立过来,观看物体下落情形（3）连续抽泣玻璃管中空气,再将玻璃管倒立过来,观看物体下落情形在 师：从该试验中,同学们看到什么现象,从这些现象中说明白什么问题？说明： 演示试验的功能是为了揭示现象的本质,提高同学学习的爱好；演示试验中如何提高同学观看的爱好是老师在完成试验过程中要考虑的；本演示试验并没有一下就做“ 真空” 情形下,物体下落的情形；而是不断地抽出玻璃管中的空气,观看减小物体下落阻力, 物体的运动情形；这样每次试验现象均不相同,有利于形成科学的观看习惯和观看敏捷性；猜测：同学可能的观看到的现象和结论 1玻璃管中空气越少,那么物体运动快慢越一样 2可以推出在没有

9、空气阻力的情形下,轻、重物体下落的一样快 在同学得出不同物体自由落体运动情形一样后,老师介绍伽利略是如何对亚里士多德对 物体下落的争论结论产生怀疑,通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的；分析方法如下：在古希腊哲学家,亚里士多德认为物体下落的速度与物体所受的重力大小成正比,即重物比轻物先落 地；伽利略用亚里士多德的观点推出了相互冲突的结果；他说假如重的物体先落地,那么把轻的物体和重 的物体栓在一起,那么它比重的物体仍重,依据亚里士多德的观点它下落的地面的时间应比重的物体短；但我们再依据亚里士多德的观点,重物下落的比轻物快,那么在下落过程中,重物会受到轻物的牵扯而变 慢,轻物会受到重

10、物的牵扯而变快；那么拴在一起的物体下落的速度应比重物下落的速度慢；这样伽利略 就用亚里士多德的观点推出两个相互冲突的结论,这说明亚里士多德的观点是有缺陷的,因此伽利略认为 轻、重不同的物体它们下落的速度是一样的；为了说明他对物体下落的结论是正确的的,据说他在比萨斜 塔上把木球和铜球同时下落,发觉它们几乎同时落地；伽利略利用科学的思辨方法指出了亚里士多德对物体下落的观点的冲突通过试验揭示 了物体自由落体运动的规律；2、自由落体运动的加速度 师：自由落体运动的规律都相同,用什么物理量来表示自由落体的运动规律呢？说明：在争论得出轻、重不同的物体自由落体运动的一样快后,同学很可能会产生这样的疑问,为什

11、 么轻重物体下落的会一样快？其内在缘由是什么？产生这样的疑问是特别好的,对这个问题的摸索和争论 正是揭示了力和运动之间的关系；但并不是本节课争论的主要问题；因此在此处,老师通过问题把同学的 思维引导到争论自由落体运动规律这方面；假如同学有这方面的疑问,老师应给以积极的确定,并且勉励 同学课可后给以解决；猜测：同学对老师提出的问题可能的答案是 1用物体的速度来表示 2用物体的运动加速度来表示 引导同学熟悉到物体运动的加速度是用于确定物体的运动快慢,知道物体运动的加速度 就能知道物体的运动速度的变化规律,知道物体的速度变化规律就能知道物体的位置变化规 律,因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度

12、）就能知道物体的运动规律；师：那么如何测得自由落体运动的加速度呢？请摸索测量重力加速度的试验方案？说明：自由落体运动是匀变速直线运动的一个实际例子,本节课目的不仅要让同学熟悉到自由落体运 动的规律,而且仍要通过对自由落体运动的争论来加深对匀变速直线规律的把握和应用；因此可让同学利 用所学匀变速直线来设计来争论自由落体运动的运动规律；猜测：同学设计的试验方案可能是：1让小球从高为 h 下落,测出下落所用时间 t ；那么自由落体运动的加速度为g2 h（此种方法由t2于物体自由落体运动很快,因此时间的测量较难；此种方法并不行行）2利用打点计时来测量自由落体运动的加速度gTs 2（重物重力应较大,这样

13、才能使重物在下落过程中受到的阻力可以忽视不计,本试验简洁实现）3利用闪光照片来测量自由落体运动的加速度gTs 2（本试验试验误差最小,但不简洁在课堂上实现,但这种方法老师应当赐予介绍）在同学沟通争论试验设计的方案中,应让他们对各种方案阐述自己的观点,反思方案中的问题；老师 可依据教学实际情形支配试验（打点计时器试验）或直接给出打点器打出自由落体运动的纸带（或自由落 体运动的闪光照片） ,让同学分析得出测量出自由落体运动的加速度重力加速度；老师在同学算出重力加速度后,老师可以供应不同纬度上的重力加速度,让同学发觉地球不同纬度的 重力加速度是不一样的,它会随纬度的增大而增大； （这点可以在学习万有

14、引力定律后给出更好,因此老师 可以依据同学情形自行取舍；假如同学能提出为什么重力加速度会随纬度的增大而增大？那么老师应给以 确定,勉励同学探究其产生的缘由）3自由落体运动规律的应用 生活中很多物体的下落都可以看成自由落体运动；如石块下落、花盆下落 ；1请同学们估算从三楼凉台上下落的花盆,经过多长时间到达地面,到达地面速度多 大？说明：该例题让同学体验物理现象就在我们身边, 体验自由落体运动的快慢；让同学学会估算的方法；分析和解：每层楼楼高约 2.8m左右三楼凉台离地面高度 h2.8 22.8 36.5m 依据自由落体运动规律：h1 gt2t2 hg2.6 1051 . 14 s 花盆落地速度：

15、 vgt 11.4（m）老师在同学解题的过程,应教同学估算楼高的方法,知道每层楼高； 解题后应对结论进行进一步的争论； 如：问三层楼掉下的花盆到达地面所用时间1.14s 是长仍是短, 那么住在高楼同学应留意什么？进入工地为什么必需戴上安全帽？ 等很多实际问题；在同学体验到自由落体运动下落很快后,老师可以介绍伽利略是如何通过试验和推理来争论自由落体的运动的规律的；（当时没有打点计时器和闪光照相的方法,也就是这么短的时间是没有方法测量的；伽利略是如何解决这样的问题？）话一书）2请同学们利用刻度尺设计测量人的反应时间（参考伽利略两种新科学的对说明： 在应用物理规律时,不仅要做巩固性练习,而且要结合实际问题情形让同学在做的过程体验如何应用物理学问解决问题特殊是方案设计的争论有助于促进同学各方面的进展,提高同学学习的爱好；这个问题同学可在课堂完成也可在可后完成；三、案例评析：本节课教学设计不仅留意同学新学问的形成过程,让同学在学习学问的同时体会如何进行科学的思维和试验；而且在教学过程中留意调动同学自主学习的积极性和主动性,教学设计留意表达物理学的价值,在教与学的过程中促进同学科学的价值观和世界观的形成；本设计从同学日常生活中的例子动身引导同学进一步的摸索,发觉问题, 然