高中物理人教版第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动 精品获奖

人教版必修一第二章第5节自由落体运动教材分析本节教材是学生学完匀变速直线运动规律后，知识的迁移和应用部分。自由落体运动是日常生活中比较常见的现象，学生往往能感受到，但没有注意这一现象的特点，怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象，而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在,才是本节课学习重点和难点。教学目标知识目标：1、理解自由落体运动的性质2、能用打点计时器得到运动轨迹并能自主分析。3、知道什么是自由落体运动的加速度能力目标：1、引导学生进行物理实验设计，根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。2、培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。3、引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的性质。情感目标：1、使学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。2、通过实验探究，使学生形成实事求是的科学态度。教学重点知道自由落体运动的性质和规律教学难点设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动教学策略选择与设计1、以问题解决为主的教学策略。通过游戏，激发叙事的学习兴趣。引导学生发现直觉经验和逻辑推理。2、以合作探究为主的教学策略采用：“直观演示---分析讨论-----实验探究-----课前游戏-----揭示规律---巩固知识”等多种形式的综合启发式教学。学法指导实验探究法，观察法，分析讨论法，迁移类比法等学情分析对自由落体运动，学生有一定的感性和模糊的体会，但理解自由落体运动的概念，对学生而言有一定的难度。因此本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，对学生自己体验、分析、归纳讨论、评价得出结论。激发了学生的学习兴趣，养成动手与合作能力，生产学生透过现象看本质的物理意识。设计思想为了体现新课程所倡导的教学理念，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。教学过程【导入】自由落体运动师：传说三国时期，周仓欲与关羽比力气，关羽说你能把一根稻草扔到对岸去吗？周仓多次试扔都不成功，然后反问关羽，关羽随手将一捆稻草轻而易举地扔到了对岸，周仓佩服得五体投地。思考：这个故事能说明关羽臂力过人吗？生：不能。师：为什么不能呢？我们在学习了本节课之后，同学们就知道其中的原因了。活动2【讲授】（一）自由落体运动（一）自由落体运动【板书】课题：第五节

自由落体运动师：树上挂着熟透了的苹果，等在树下的米老鼠和唐老鸭谁会接到苹果？生：米老鼠师：很好，苹果的下落是生活中一种常见的落体运动。当露珠下落，雪花飘落，雨点滴滴落下时，你们有没有注意过这种运动？这种运动有没有一定的规律可循呢？师：两千多年前，在人类还处于懵懂时期的时候，古希腊哲学家亚里士多德对落体运动提出了自己的观点：轻重不同的物体下落，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。师：生活中你们看到过这样的现象吗？生：看到过师：举个例子来看看生：苹果和羽毛，桌子上的重锤和纸带【探究实验1】重锤与纸片从同一高度从静止开始同时下落，谁下落得快？师：很好。我这有一个小钢球和纸片同时从同一高度静止开始下落，看看有什么现象？生：重锤先落地。师：生活中你们看到了这有的现象，其实很多人也看到了，但对表面现象的研究有时会得出错误的结论，我们要用透过现象看本质的方法来研究问题。三百多年前，意大利物理学家伽利略与亚里士多德有一句超越时空的对话：“老亚，你这种观点是错的！”师：同学们觉得伽利略的说法有没有道理？生：有师：举个例子子【探究实验2】

取半张纸与一张纸，半张的揉成一团，两者也分别从同一高度由静止同时下落，观察到了什么现象？生：纸团先落地师：现在半张纸团比一张纸先落地，能不能由些得出结论？生：轻的物体下落快。（矛盾的结论使学生陷入了沉思，让学生思考议论，在教师的引导下让学生总结）提出问题：为什么会得到相互矛盾的结论？（学生思考）生：物体下落过程中有时是重的物体下落快，有时是轻的物体下落快，说明物体下落的快慢除了跟重力有关外，还跟其它因素有关。【探究实验3】取两张相同纸，一张揉成一团，两者也分别从同一高度由静止同时下落，观察到了什么现象？生：纸团先落地。师：重力相同的物体有时也不能同时落地，为什么呢？（学生议论发言）生：物体下落过程中有时是重的物体下落快，有时是轻的物体下落快，说明物体下落的快慢除了跟重力有关外，还跟其它因素有关师:我们做的上述三个实验，为什么会得出不同的结论？影响物体下落快慢的因素是什么呢？（学生议论发言）生：这些实验都是在空气中进行的，空气阻力影响了物体的下落运动。师：对，同学们提出的假设是正确的，空气阻力的影响使问题变得复杂化了。师：同学们想不想在没有空气的环境下做这个实验？但现实生活中有没有这样的条件？师：没关系，实验室有。介绍牛顿管。【设计意图】从生活入手，让学生在真实的体验中分析问题，体会物理模型来源与生活。在教学中，教师应运用物理探究实验及教师本身的魅力激发学生求知的欲望和情感，同时，教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣，带领学生去探索物理世界的奥秘，就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。【演示1】“牛顿管”实验取长约米，上端封闭，另一端开口的玻璃筒，里面装有金属片、羽毛，把玻璃筒倒立过来，观察到什么现象？生：金属片比羽毛下落的快。【演示2】

抽光玻璃筒中的空气，再做以上实验，又观察到什么现象？生：金属片和羽毛同时落时。师：总结以上的实验现象，我们可以得出怎样的结论呢？生：如果没有空气阻力，物体下落快慢相同结论：在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体下落的快慢相同。结论1：轻重不同的物体，只受重力时，下落的快慢是___________.结论2：影响物体下落快慢的因素是—————.【设计意图】美国著名心理学家布鲁纳曾说：掌握一般概念和原理是通向普遍迁移的大道。因此，我们在组织教材时，应把基本概念和规律放在首位，突出教材的系统性和规律性。通过上述几个学生实验，让学生充分体验学习的快乐，体验实验探究在物理规律研究中的重要作用；同时也活跃课堂气氛，增强学生的学习兴趣（教师用科学实验进一步说明此结论的正确性）

实例：（1）1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面上。

（演示视频阿波罗登月实验）师：没有空气阻力，物体只受重力从静止开始下落的运动就是今天我们要讲的一类运动------自由落体运动。【板书】一、自由落体运动概念：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。条件：（1）静止即V0=0（2）只受重力，若受到空气阻力，当f空

«G的情况，可以近似当作自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想运动。活动3【活动】两个游戏游戏一：你能抓住这张“神奇”的纸币吗？师：你们看我的手里是什么？这张钞票的神奇之处不是因为它是假币，它绝对是真币。我们班谁的反应时间比较快，请到台上来。（介绍游戏规则）游戏二：比比谁的反应时间短师：你们的桌子上虽然没有钞票，但有刻度尺，两个同学分工合作（介绍游戏规则），看看能不能抓住，如果抓住了看看你所抓住的刻度是多少，然后把它记录在本子上。生：师：其实这个游戏是测反应时间的，可惜你们的刻度尺只能测刻度，不能测反应时间，我这里有一把神奇的尺子，只要你伸手一捏，我就知道你是反应灵敏还是反应迟钝。（开玩笑）请一位男生一位女生上台比试谁的反应时间短。师：生活中有时需要反应灵敏，正常人的反应时间是——秒，飞人刘翔的反应时间很短，只有秒，运动员刘国梁的反应时间仅比队友快了秒，所以他取得了很好的成绩。招飞行员时，对飞行员的要求达到秒，所以我们的冠军是可以当飞行员的。师：同学们想不想知道我这把神奇的刻度尺的制作原理呢？那让我们一起来探究自由落体运动的规律。活动4【讲授】（二）自由落体运动的性质师：自由落体运动是理想化模型，它体现了突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。师：演示重锤的下落。能不能把重锤的下落当成自由落体运动？能不能用重锤的下落来研究自由落体运动？师：那么，自由落体运动到底是一种什么样的运动呢？请同学们提出自己的猜想。怎样验证自己的猜想？师：轨迹是直线还是曲线？

运动特征：加速还是减速?

匀加速还是变加速?生：匀加速师：你们能看出它是匀加吗？生：不能【演示3】

让小球从一定高度下落，利用电火花计时器研究自由落体运动的规律。(教师简述研究方法)师：落体运动的物体的位置往往变化得比较快，凭目测难以观察和记录，用打点计时器或频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置，这样得到的纸带(或照片)可以用来对运动过程进行分析。因此在实验中要注意：按教材图示和实验要求连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；③应选用质量和密度较大的重物，使阻力的影响相对减小；④先接通电路后释放纸带；⑤手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；重复上述步骤多次，直到选取只有打出的第一点与第二点之间间隔约为2

mm的纸带才是有效的.（教师边演示边让学生动手实验）学生根据照片分析纸带上记录的运动信息，思考下列问题：重物做自由落体运动的过程中，是直线运动吗？是加速运动吗？为什么？重物做自由落体运动的过程中，是匀加速吗？怎样判定一个物体在相邻、相等时间间隔是否是匀变速直线运动？师：演示一条织带，教会学生如何处理纸带师：现在同学们开始处理纸带，算出相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系?说明物体做说明运动？生：根据表格要求进行处理纸带。（教师提示从Δx=at2分析，让学生自己根据数据计算相同时间间隔内相邻位移之间的差值Δx，找出规律来，最后教师总结。）师：Δx在误差允许的范围内都是恒量，所以可判断自由落体运动是初速度为零的匀加速度运动——证实伽利略的推断是正确的。自由落体运动的性质实验结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。（3）既然自由落体运动是匀加速直线运动，那么它的加速度是多大呢？(4)影响实验精确程度的因素有哪些?

计【设计意图】该演示实验直观、新奇，容易激发学生的直觉兴趣，使学生思维活跃，此过程让学生自己分析、处理数据，让学生的主体作用得到充分发挥，也使学生对自由落体的性质有深刻的印象

。同时让学生亲身经历科学探究，变过去教师要学生学，而为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习；通过交流、合作的互动过程，更进一步培养了学生团结、协作的精神。【板书】二、自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。活动5【讲授】(三）自由落体加速度(三）自由落体加速度师：重锤和木块自由下落时的加速度是否相同？教师引导学生:由牛顿管实验所知的，不同物体在仅受重力作用时的下落快慢相同，既而得出不同物体下落时具有相同的重力加速度g请阅读课文P44，回答下面的问题：

1、什么是自由落体加速度？2、自由落体加速度的大小和方向？3.不同地点，物体的自由落体加速度是否相同？4.

根据表格总结g值的变化规律?【设计意图】培养学生分析、阅读、提取信息及表达的能力。活动6【讲授】四．自由落体运动规律师：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动，只要这些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了．学生推导自由落体运动遵从的规律。【设计意图】锻炼学生自己动手动脑及知识迁移的能力。师：通过学生回忆匀变速直线运动的规律，类比自由落体运动的特点学生自己推倒自由落体运动的规律。活动7【练习】自由落体运动的应用【讨论交流】雨滴大约在1500m左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面的速度是多大？

m/s遇到过这样快速的雨滴吗？师：试想水滴以这样大的速度下落到头上会发生什么，那是可想而知的．那么水滴下落到地面上的速度到底有多大？据资料显示实际上雨滴落到地面的速度不超过8m/s，这样的速度已经很大了，如果雨滴的半径比较大的话，人们必会感到痛．要真是自由落体的话，那还了得吗?为什么它们的速度差别会这么大？生：说明物体从很高地方下落时，它的空气阻力是不可忽略的。【设计意图】让学生感悟自由落体这一理想化模型的实质，激发学生的学习兴趣，养成动脑的习惯，生成学生透过现象看本质的物理意识。【小练习】

高空坠物的危害已被越来越多的人认识．试估算从三层教室窗台自由落下的物体落地速度与以下哪个物体的运动速度最接近？（不计空气阻力,√5=,g=10m/s2）

（B

）

A．猎豹以70km/h速度奔跑

B．汽车以50km/h速度行驶

C．列车以36km/h速度进站

D．高中生百米测试，成绩为20s师：三楼教室落下物体速度如此大，说明高空坠物危害很大。（演示三张高空坠物危害有关的图片）师：高空坠物危害很大，我们一定要做一个遵纪守法合法的居民。【设计意图】通过习题及图片加强学生理解高空坠物危害的意识，对学生进行思想教育。活动8【讲授】小结课堂小结这节课我们主要学习了自由落体运动，生活中很多的落体运动都可以看成自由落体运动，因此研究它具有非常重要的意义。在今天的探究中我们要学习一种理想化的方法，抓住问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的模型。同时面对信息时代的今天，物理学的知识和探究方法已经被广泛应用，因此同学们要学会想，学会猜，学会问，才能成为新时代的巨人，愿同学们成为新时代的巨人。活动9【讲授】板书设计自由落体运动

一、自由落体运动的概念

物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。二、自由落体运动的性质

初速度为0的匀加速直线运动三、自由落体加速度四、自由落体运动的规律vt=gt

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