高中物理必修《自由落体运动》教学设计3

课题自由落体运动教学目标知识与技能：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，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。2．能从匀加速直线运动和实验测量的角度来理解重力加速度g的数值，从牛顿第二定律来理解g是物体受的重力与物体质量的比值；知道g的方向，知道在地球上不同地方，g大小不同。3．掌握如何从匀变直线运动的规律推出自由落体运动的规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。过程与方法：1．用理想化的方法比较重力与空气阻力的大小，识别自由落体运动；2．通过实验探究认识自由落体运动特点和规律，体验物体下落的快慢，了解生活中物体的下落运动；3．亲身经历探究的过程，尝试探究的方法，提高实验的技能，培养主动参与、勤于动手的学习习惯。情感态度与价值观：1．体会伽利略研究自由落体运动的科学思维方法，学习科学家的探索精神。2．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，体会实验在物理问题研究中的作用；认识到分析自由落体运动时所用的这种只考虑主要因素而忽略次要因素的研究方法是物理学的重要研究方法。3．增强团结合作精神和协作意识。教学重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教学难点重力加速度的测量教学资源反应时间测量尺、薄纸片、抽气机、牛顿管、重锤、传感器、铁架台、导线、直尺、有关知识的多媒体软件及课件视频。教法设计讲授探究式、合作探究式、实验探究式、自主探究式教学过程教师活动学生活动设计意图游戏引入我们来做一个小游戏。大家知道人从发现情况到作出反应需要一定时间，这段时间叫做反应时间，反应时间的快慢人人都不尽相同，我这里有一把有特殊功能的尺子，它可以测出我们反应时间，直接比较我们反应的快慢。要求：一位同学捏住尺顶端，另一个同学伸出两个手指在尺的零刻线处做好捏住尺的准备，但手指不能碰到尺。当放开尺时，另一个学生立即去捏尺，对比谁的反应时间短。问学生想不想知道这个尺子的制作原理？测反应时间。调动学生学习兴趣和积极性要知道这个尺子的测量原理，就要来研究尺的下落。生活中，雨滴露珠下落、苹果下落、蹦极、小球下落都是常见的落体现象，你们仔细观察过落体运动吗？观察大屏幕观察大屏幕（回答问题）进行新课和学生一起观察课本上的两幅图，提出问题。拿出体积相同的纸片和金属片，让它们在空气中下落，再用一张纸和一本书同时从同一高度下落。问：是否重的物体下落的快呢？怎样论证？用伽利略的理论思想来说明重的物体下落的不一定快。（两块石头的故事）学生通过书上的图以及自主实验，得出结论（1：重的物体不一定下落的快；2：把纸片揉成纸团就能加快它的下落。）提出问题，学生充分思考，在实验及思考过程中得到知识和方法。提问：为什么在空气中会有这样的现象发生？回答：因为有空气阻力提问：那么在没有空气阻力的空间里，物体下落的情形又是怎样呢？学生猜想：在没有空气阻力的空间里，物体下落的一样快。培养学生观察实验的能力，让学生从实验中得到启发。教师做牛顿管的实验：（两支管）介绍仪器并演示：金属片和羽毛有空气的管中的下落，金属片先落地；在没有空气的管中的下落，两者几乎同时落下。学生观察实验并总结：在没有空气阻力的情况下，物体从同一高度静止下落的快慢相同。讲述：我们很容易就的到了正确的结论，可历史上对落体运动的探究却经历了漫长的过程。伟大的哲学家亚里士多德就曾通过观察生活中的现象得出了重的物体下落的快的结论。由于当时人们的认识和科技水平较低，直到经过了20个世纪伽利略才否定了亚里士多德的观点。二人进行了穿越时空的对话。重点介绍二人的功绩，介绍伽利略的思想方法。学生感受历史发展的过程学生认识到逻辑的力量，认识到科学研究的方法：（结合本章第一节）一般观察→抽象思维提出假设→科学实验→验证结论→合理外推得出结论从实验种求真理，从历史中学知识。讲述：那么我们把这种物体只受重力由静止下落的运动叫自由落体运动。提问：“自由”两个字怎么理解？回答：“自由”两个字的含义：只受重力、初速度为零。考察学生的掌握情况播放视频：阿波罗登月实验1971年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。从视频中再次感性认识自由落体运动加强认识提问：生活中存在这种的运动吗？在有空气阻力的空间里，若空气阻相对其重力很小，可以忽略时，物体的下落也可近似看成自由落体运动。这也是研究问题的一种方法，研究问题时有时需要忽略问题的次要因素，抓住问题的主要因素。回答：不存在。方法指导引导：由于重锤的重力远远大于空气阻力，那么我们就可以用重锤来研究自由落体运动的性质。自由落体运动是什么性质的运动呢？学生猜想：匀加速直线运动…？学生充分讨论，用团队的力量解决问题，用实验的方法验证结论。引导：实验是检验真理的唯一标准。你们能设计一个实验证明自己的猜想吗？学生讨论：1.△s=aT22.v-t(或s-t2)图像是一条倾斜的直线引导并提问：之前我们学习过频闪照相技术，那么是不是也可以把这项技术应用在验证上呢？（用课件讲解）可以复习旧知识，掌握新方法。指导学生实验（利用传感器或光电门）学生实验验证，做出v-t（或s-t2）图像。理论联系实践讲述：我们已经验证了自由落体运动是匀加速直线运动，那么其加速度就应该为一个定值，这个加速度是多少呢？我们来看一看大家计算出来的数值。同时也说明方向。学生汇报：…求斜直线的斜率（几乎相等）达到共识，落实知识。教师总结：可见，在这里不同物体的自由落体运动，它们的加速度是相同的。我们把这个加速度叫做叫重力加速度，通常用g表示。它的方向总是竖直向下，其大小大家算出来在9.8m/s2左右。从公式G=mg和牛顿第二定律可以看出，g同时展示重力加速度的数值表。问：有没有差异？有多大差异？有没有规律？怎样的规律？学生观看表格：总结：在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。掌握重力加速度的变化规律教师说明：国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值，g=9.80665m/s2。通常的计算中，可以把g取作9.8m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作10m/s2。学生了解重力加速度标准值的由来。落实知识引导：既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其重力加速度用g表示，同学们能否写出自由落体运动的特有得规律的表达式呢？学生上黑板写：Vt=gt

h=gt22gh=Vt2落实知识习题训练：一小球从楼房上空距地面45m高处自由下落，小球经楼顶到地面经历时间为1s，则楼高为多少？（g=10m/s2）学生解答：h=25m应用知识提问：请同学们思考一下我们的能测量反应时间的尺子是怎么制作成的？思考并回答：是利用

h=gt2下落位移算出了反应时间知识的利用，进一步深入的掌握知识。课堂总结提问：请同学们想一想，通过这节课的学习，大家都学到了什么？）回答：会测量反应时间了……知道重力加速度的变化了…了解学生本堂课的收获布置作业引伸问题：如何利用自由落体运动来测量井的深度呢？完成活动和发展空间完成练习与评价继续研究，将课堂教学延伸到课外板书设计第六节自由落体运动一、什么是自由落体运动？物体只受重力由静止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零的匀加速直线运动三、自由落体加速度g1、方向：竖直向下2、大小：9.8m/s2说明：地球上不同的地方g的大小是不同的；从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。设计思想：本节课有丰富的实验基础和史实基础，因此它可以作为高中的一个探究性课题进行教学。学生对物体的下落运动在生活上已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过实验和科学的辨析，利用牛顿第二定律和重力公式把自由落体运动和前面知识结合，认识自由落体运动的规律。通过自由落体运动规律的研究，加深对匀变速直线运动规律的理解。在学习过程中学生可以逐步体会伽利略的“提出假设—数学推理——实验验证——合理外推”的研究方法。伽利略对自由落体的研究开创了科学的实验方法，促进了物理学的发展,就像爱因斯坦说的那样：真正的物理学从那时开始了！点评：本节课运用了丰富的实验和史实，创设情境，引出问题，很好的激发了学生的学习兴趣。并采用了合作探究式、实验探究式、自主探究式等，多种教学方式，充分发挥学生学习的主动性，体现了新课标的理念。利用学生在生活上已有的对物体的下落运动认识，作为教学的起点，通