2.4 自由落体运动 教学设计 -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-高一上学期物理人教版（2019）必修第一册课题：课时：授课时间：课程基本信息1.课程名称：自由落体运动

2.教学年级和班级：高一（1）班

3.授课时间：2023年10月25日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握的知识：学生在初中物理课程中已经学习了基本的运动学知识，包括速度、加速度等概念，以及匀速直线运动和匀变速直线运动的规律。这些知识为本章节的自由落体运动奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一学生对物理学科普遍抱有较高的兴趣，特别是对于与日常生活紧密相关的物理现象。学生的能力水平参差不齐，但大多数学生具备一定的抽象思维能力。学习风格上，学生既有喜欢通过实验探究物理规律的类型，也有偏好通过公式推导理解物理现象的类型。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在自由落体运动的学习中，学生可能会对加速度的定义及其与速度、位移的关系感到困惑。此外，对于自由落体运动中重力势能与动能的转化，以及实际中空气阻力对物体运动的影响，学生可能难以理解。同时，学生在运用物理公式解决实际问题时，可能会遇到计算复杂、难以把握变量关系的问题。教学资源准备1.教材：确保每位学生都具备人教版高一物理（2019）必修第一册教材。

2.辅助材料：准备与自由落体运动相关的图片、图表和视频，如自由落体实验视频、加速度随时间变化的图表等，以帮助学生直观理解概念。

3.实验器材：准备用于演示自由落体运动的实验器材，如小球、计时器、尺子等，并确保其安全可靠。

4.教室布置：布置教室环境，包括设置分组讨论区，确保每个小组都有足够的空间进行实验操作和讨论。教学流程1.导入新课

详细内容：首先，通过展示生活中常见的自由落体现象，如苹果从树上落下、跳伞运动员从飞机上跳下等，引导学生思考这些现象背后的物理规律。接着，提出问题：“为什么物体会从高处落下？”以此激发学生的学习兴趣，自然过渡到本节课的主题——自由落体运动。

用时：5分钟

2.新课讲授

（1）自由落体运动的定义

详细内容：讲解自由落体运动的定义，即物体仅受重力作用从静止开始下落的运动。通过举例说明，如苹果从树上落下，忽略空气阻力时，可以看作是自由落体运动。

（2）自由落体运动的规律

详细内容：介绍自由落体运动的规律，包括速度、加速度和位移等。以公式v=gt、h=1/2gt^2为例，说明物体在自由落体运动中的速度和位移与时间的关系。

（3）重力加速度

详细内容：讲解重力加速度的概念，即物体在自由落体运动中加速度的大小。通过实验数据和生活经验，说明重力加速度在地球表面附近是一个常数，约为9.8m/s^2。

用时：10分钟

3.实践活动

（1）实验演示

详细内容：进行自由落体实验，演示物体在自由落体运动中的速度和位移变化。引导学生观察实验现象，分析实验数据，加深对自由落体运动规律的理解。

（2）小组讨论

详细内容：将学生分成小组，讨论以下问题：

a.自由落体运动中，速度和位移的关系是什么？

b.如何通过实验验证自由落体运动的规律？

c.空气阻力对自由落体运动有什么影响？

（3）应用练习

详细内容：布置一些与自由落体运动相关的练习题，让学生运用所学知识解决实际问题。如计算物体从一定高度自由落体所需时间、计算物体落地时的速度等。

用时：15分钟

4.学生小组讨论

（1）自由落体运动中，速度和位移的关系是什么？

举例回答：速度和位移的关系为v=gt，即速度与时间成正比，位移与时间的平方成正比。

（2）如何通过实验验证自由落体运动的规律？

举例回答：通过测量物体在不同时间间隔内的位移，计算速度，验证v=gt和h=1/2gt^2这两个规律。

（3）空气阻力对自由落体运动有什么影响？

举例回答：空气阻力会使物体在自由落体运动中的加速度减小，速度增加变慢，落地时间延长。

用时：10分钟

5.总结回顾

详细内容：对本节课所学内容进行总结，强调自由落体运动的定义、规律和重力加速度。通过举例说明，如计算物体从一定高度自由落体所需时间、计算物体落地时的速度等，帮助学生巩固所学知识。

用时：5分钟

总用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解自由落体运动的定义和规律

学生在学习过程中，通过教师的讲解、实验演示和小组讨论，能够理解自由落体运动的定义，即物体仅受重力作用从静止开始下落的运动。同时，学生掌握了自由落体运动的规律，包括速度、加速度和位移等，能够运用公式v=gt、h=1/2gt^2等来描述物体在自由落体运动中的运动状态。

2.掌握重力加速度的概念和应用

学生通过本节课的学习，掌握了重力加速度的概念，即物体在自由落体运动中的加速度大小。学生能够运用重力加速度的知识来解决实际问题，如计算物体从一定高度自由落体所需时间、计算物体落地时的速度等。

3.提高实验操作能力和观察能力

在实践活动环节，学生通过亲自进行自由落体实验，提高了实验操作能力。在实验过程中，学生需要观察物体在不同时间间隔内的位移变化，计算速度，从而验证自由落体运动的规律。这有助于学生提高观察能力，培养科学探究精神。

4.培养团队合作和交流能力

5.深化对物理现象的理解

6.增强解决问题的能力

本节课的学习内容与实际问题紧密相关，学生通过运用所学知识解决练习题，如计算物体落地时的速度、判断物体落地时的状态等，增强了他们的解决问题的能力。这种能力的提升对学生未来的学习和生活都具有重要意义。

7.培养科学思维和批判性思维

在学习自由落体运动的过程中，学生需要运用科学思维和批判性思维来分析问题、解决问题。例如，在讨论空气阻力对自由落体运动的影响时，学生需要思考不同因素对运动状态的影响，并分析实验结果。这种思维能力的培养有助于学生在面对复杂问题时，能够提出合理的假设和解决方案。板书设计①自由落体运动的定义

-定义：物体仅受重力作用从静止开始下落的运动

-关键词：自由落体、重力、静止、下落

②自由落体运动的规律

-速度规律：v=gt

-关键词：速度、加速度、时间

-位移规律：h=1/2gt^2

-关键词：位移、加速度、时间

-重力加速度：g≈9.8m/s^2

-关键词：重力加速度、常数

③实验与验证

-实验目的：验证自由落体运动的规律

-实验步骤：

1.准备实验器材：小球、计时器、尺子等

2.进行实验：记录不同时间间隔内小球的位移

3.计算速度：v=位移/时间

4.分析数据：验证速度规律和位移规律

-关键词：实验、验证、记录、计算、分析

④空气阻力的影响

-影响因素：空气阻力大小与物体形状、速度等因素有关

-影响结果：使物体加速度减小，速度增加变慢，落地时间延长

-关键词：空气阻力、形状、速度、加速度、落地时间

⑤应用实例

-计算物体落地速度：v^2=2gh

-关键词：速度、高度、重力加速度

-计算物体落地时间：h=1/2gt^2

-关键词：高度、时间、重力加速度

-关键词：应用、计算、实例课后作业1.一物体从高度h=20m处自由落下，不计空气阻力，求物体落地时的速度。

答案：根据公式v^2=2gh，代入h=20m和g≈9.8m/s^2，得到v=√(2×9.8×20)≈19.6m/s。

2.一物体从静止开始自由下落，经过时间t=2s，求此时物体的位移。

答案：根据公式h=1/2gt^2，代入g≈9.8m/s^2和t=2s，得到h=1/2×9.8×(2^2)≈19.6m。

3.一物体在空中自由下落，经过时间t=3s，速度达到v=28.4m/s，求物体下落的高度。

答案：根据公式v=gt，代入g≈9.8m/s^2和v=28.4m/s，得到t=v/g=28.4/9.8≈2.9s。然后使用公式h=1/2gt^2，代入t=2.9s和g≈9.8m/s^2，得到h=1/2×9.8×(2.9^2)≈41.5m。

4.一物体从高度h=50m处自由落下，已知物体落地时的速度为v=50m/s，求物体下落的时间。

答案：根据公式v^2=2gh，代入h=50m和v=50m/s，得到t=√(v^2/(2g))=√(50^2/(2×9.8))≈5s。

5.一物体从静止开始自由下落，