2.4 自由落体运动 教学设计 -2023-2024学年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-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册一、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：2023-2024学年高一上学期物理

3.授课时间：2023年9月15日星期四上午第1节

4.教学时数：1课时

二、教学目标

1.知识与技能：让学生掌握自由落体运动的定义、特点和规律。

2.过程与方法：通过实验和讨论，培养学生观察、分析和解决问题的能力。

3.情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣，培养学生的科学思维和探究精神。

三、教学内容

1.自由落体运动的定义和特点

2.自由落体运动的规律

3.实验探究：自由落体运动的速度和时间关系

四、教学过程

1.导入：通过生活中的实例，引导学生思考自由落体运动的概念。

2.讲解：介绍自由落体运动的定义和特点，讲解自由落体运动的规律。

3.实验：组织学生进行实验探究，观察自由落体运动的速度和时间关系。

4.讨论：引导学生分析实验结果，总结自由落体运动的规律。

5.总结：对本节课的内容进行总结，强调自由落体运动的定义、特点和规律。

五、教学评价

1.观察学生的实验操作，评估学生的动手能力和观察能力。

2.听取学生的讨论发言，评估学生的分析和解决问题的能力。

3.检查学生的课堂笔记，评估学生的学习态度和笔记能力。二、核心素养目标

培养学生运用科学思维，对自由落体运动进行深入理解和掌握，同时培养学生运用实验探究和数据分析的方法，培养学生科学探究能力和科学思维能力，激发学生对物理学的兴趣和探究精神。三、教学难点与重点

1.教学重点

（1）自由落体运动的定义和特点：理解自由落体运动的定义，掌握自由落体运动的特征，如速度随时间均匀增加、加速度恒定等。

（2）自由落体运动的规律：掌握自由落体运动的运动方程，理解自由落体运动的速度和时间关系，掌握自由落体运动的位移和时间关系。

（3）实验探究：学会使用实验器材进行自由落体运动的实验，掌握实验操作步骤，能够通过实验观察和分析自由落体运动的规律。

2.教学难点

（1）自由落体运动的定义和特点：学生可能难以理解自由落体运动的定义，特别是对重力加速度的理解可能存在困难。此外，学生可能难以掌握自由落体运动的特征，如速度随时间均匀增加、加速度恒定等。

（2）自由落体运动的规律：学生可能难以理解自由落体运动的运动方程，特别是对速度和时间关系的理解可能存在困难。此外，学生可能难以掌握自由落体运动的位移和时间关系，难以将理论与实验结果相结合。

（3）实验探究：学生可能缺乏实验操作经验，难以掌握实验器材的使用方法。此外，学生可能难以通过实验观察和分析自由落体运动的规律，难以将实验结果与理论相结合。

四、教学策略

1.采用直观的教学方法，如实物演示、动画演示等，帮助学生理解自由落体运动的定义和特点。

2.采用问题驱动的教学方法，引导学生思考自由落体运动的规律，通过实验探究，让学生亲身体验自由落体运动的规律。

3.提供详细的实验操作指导，帮助学生掌握实验器材的使用方法，通过实验观察和分析，帮助学生理解自由落体运动的规律。

4.提供充足的练习机会，帮助学生巩固自由落体运动的知识，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。

五、教学评价

1.通过课堂提问，检查学生对自由落体运动的定义和特点的理解程度。

2.通过实验操作，评估学生对自由落体运动的规律的理解程度，检查学生的实验操作技能。

3.通过课后练习，检查学生对自由落体运动的知识的掌握程度，评估学生的数据分析能力。四、教学方法与策略

1.教学方法

（1）讲授法：教师通过讲解、示范等方式，向学生传授自由落体运动的定义、特点和规律，帮助学生建立正确的物理概念。

（2）实验探究法：通过实验，让学生亲身体验自由落体运动的规律，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。

（3）小组合作学习法：组织学生进行小组讨论，共同分析实验结果，培养学生的团队协作能力和交流表达能力。

2.教学活动设计

（1）实验活动：设计一个简单的自由落体实验，让学生通过实验观察自由落体运动的速度和时间关系，理解自由落体运动的规律。

（2）讨论活动：组织学生进行小组讨论，共同分析实验结果，引导学生思考自由落体运动的规律，培养学生的分析能力和交流表达能力。

（3）案例研究：提供一些生活中的自由落体运动实例，让学生分析这些实例中的自由落体运动规律，培养学生的实际应用能力。

3.教学媒体和资源的使用

（1）PPT：制作精美的PPT，展示自由落体运动的定义、特点和规律，帮助学生建立正确的物理概念。

（2）视频：播放一些自由落体运动的实验视频，让学生直观地观察自由落体运动的规律，加深对知识的理解。

（3）在线工具：利用在线实验工具，让学生进行虚拟的自由落体运动实验，培养学生的实验操作能力。

五、教学评价

1.观察学生的实验操作，评估学生的动手能力和实验技能。

2.听取学生的讨论发言，评估学生的分析和解决问题的能力。

3.检查学生的课堂笔记，评估学生的学习态度和笔记能力。

4.收集学生的课后练习，评估学生的知识掌握程度和数据分析能力。五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生对自由落体运动的兴趣，引导学生思考自由落体运动的概念。

过程：教师通过生活中的实例，如物体从高处落下、苹果落地等，引导学生思考自由落体运动的概念，激发学生对自由落体运动的兴趣。

2.自由落体运动的定义和特点（10分钟）

目标：让学生掌握自由落体运动的定义和特点。

过程：教师通过讲解、演示等方式，向学生介绍自由落体运动的定义和特点，如速度随时间均匀增加、加速度恒定等，帮助学生建立正确的物理概念。

3.自由落体运动的规律（20分钟）

目标：让学生掌握自由落体运动的规律。

过程：教师通过讲解、演示等方式，向学生介绍自由落体运动的规律，如自由落体运动的运动方程、速度和时间关系、位移和时间关系等，帮助学生理解自由落体运动的规律。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的团队协作能力和交流表达能力。

过程：组织学生进行小组讨论，共同分析实验结果，引导学生思考自由落体运动的规律，培养学生的团队协作能力和交流表达能力。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：评估学生的实验操作能力和数据分析能力。

过程：学生展示实验结果，教师进行点评，评估学生的实验操作能力和数据分析能力，引导学生总结自由落体运动的规律。

6.课堂小结（5分钟）

目标：巩固学生对自由落体运动的知识的理解。

过程：教师对本节课的内容进行总结，强调自由落体运动的定义、特点和规律，帮助学生巩固对自由落体运动的知识的理解。六、知识点梳理

1.自由落体运动的定义：自由落体运动是指物体在重力作用下，从静止状态开始，沿着竖直方向加速下落的运动。

2.自由落体运动的特征：

（1）速度随时间均匀增加：自由落体运动中，物体的速度随时间均匀增加，即物体的速度与时间成正比。

（2）加速度恒定：自由落体运动中，物体的加速度恒定，即物体的加速度与时间、速度、位移无关，只与重力加速度有关。

（3）位移与时间的关系：自由落体运动的位移与时间的关系为位移=1/2gt^2，其中g为重力加速度。

3.自由落体运动的规律：

（1）运动方程：自由落体运动的运动方程为v=gt，其中v为物体的速度，g为重力加速度，t为时间。

（2）速度与时间的关系：自由落体运动的速度与时间的关系为v=at，其中a为加速度，t为时间。

（3）位移与时间的关系：自由落体运动的位移与时间的关系为s=1/2at^2，其中s为位移，a为加速度，t为时间。

4.实验探究：

（1）实验目的：通过实验探究自由落体运动的规律，验证自由落体运动的定义和特点。

（2）实验器材：秒表、计时器、尺子、自由落体装置等。

（3）实验步骤：

1）将自由落体装置固定在桌子上，确保装置的稳定性。

2）将物体放入自由落体装置中，确保物体与装置的接触良好。

3）启动秒表或计时器，记录物体下落的时间。

4）测量物体下落的位移，计算速度和加速度。

5）重复实验多次，观察实验结果的一致性。

5.实验结果与分析：

（1）实验结果：通过实验，观察到物体的速度随时间均匀增加，加速度恒定，位移与时间的关系为位移=1/2gt^2。

（2）分析：实验结果与自由落体运动的规律相符，验证了自由落体运动的定义和特点。

6.实际应用：

（1）生活中的自由落体运动：如物体从高处落下、苹果落地等。

（2）工程应用：如自由落体式电梯、自由落体式灭火器等。

（3）科学研究：如自由落体实验、自由落体运动的研究等。七、课堂小结，当堂检测

1.课堂小结

本节课我们学习了自由落体运动的定义、特点和规律。首先，我们了解了自由落体运动是指物体在重力作用下，从静止状态开始，沿着竖直方向加速下落的运动。接着，我们探讨了自由落体运动的特征，包括速度随时间均匀增加、加速度恒定等。然后，我们学习了自由落体运动的规律，包括运动方程、速度与时间的关系、位移与时间的关系等。此外，我们还进行了实验探究，通过实验验证了自由落体运动的规律，加深了对知识的理解。

2.当堂检测

（1）选择题

1）下列哪个选项描述的是自由落体运动？

A.物体在水平面上匀速直线运动

B.物体在竖直方向上做加速度不变的加速运动

C.物体在竖直方向上做加速度逐渐增大的加速运动

D.物体在水平方向上做匀速直线运动

2）自由落体运动的位移与时间的关系是什么？

A.位移=1/2gt^2

B.位移=1/2at^2

C.位移=1/2gt^3

D.位移=1/2at^3

（2）填空题

1）自由落体运动的定义是物体在重力作用下，从静止状态开始，沿着竖直方向加速下落的运动。

2）自由落体运动的特征包括速度随时间均匀增加、加速度恒定等。

3）自由落体运动的规律包括运动方程v=gt、速度与时间的关系v=at、位移与时间的关系s=1/2at^2。

（3）计算题

1）一个物体从高度h=10m的自由落体，求物体落地时的速度v。

解：根据自由落体运动的位移与时间的关系，我们可以得到：

v=gt

将给定的h和g值代入公式中，得到：

v=9.8m/s

所以，物体落地时的速度v为9.8m/s。

2）一个物体从高度h=20m的自由落体，求物体落地所需的时间t。

解：根据自由落体运动的位移与时间的关系，我们可以得到：

s=1/2gt^2

将给定的h值代入公式中，得到：

20=1/2×9.8×t^2

解这个方程，得到：

t=2.04s

所以，物体落地所需的时间t为2.04s。

（4）实验题

1）设计一个简单的自由落体实验，验证自由落体运动的规律。

解：可以设计一个简单的自由落体实验，如下：

（1）将自由落体装置固定在桌子上，确保装置的稳定性。

（2）将物体放入自由落体装置中，确保物体与装置的接触良好。

（3）启动秒表或计时器，记录物体下落的时间。

（4）测量物体下落的位移，计算速度和加速度。

（5）重复实验多次，观察实验结果的一致性。

通过以上课堂小结和当堂检测，学生可以更好地理解和掌握自由落体运动的知识，为后续的学习打下坚实的基础。八、课后拓展

1.拓展内容：

（1）阅读材料：推荐阅读《物理学原理》中的“自由落体运动”章节，加深对自由落体运动的理解。

（2）视频资源：观看BBC纪录片《宇宙的奇迹》中关于自由落体运动的视频，了解自由落体运动在宇宙中的应用。

（3）在线课程：推荐参加Coursera上的“物理学基础”课程，学习更多关于自由落体运动的知识。

（4）实验项目：设计一个更复杂的自由落体实验，如研究不同物体在相同高度下落的差异，加深对自由落体运动的理解。

2.拓展要求：

（1）鼓励学生利用课后时间进行自主学习和拓展，通过阅读材料、观看视频资源等方式，加深对自由落体运动的理解。

（2）学生可以提出问题，教师可以提供必要的指导和帮助，如推荐阅读材料、解答疑问等。

（3）学生可以尝试完成在线课程，学习更多关于自由落体运动的知识。

（4）学生可以设计实验项目，通过实验加深对自由落体运动的理解，提高实验操作能力。九、教学反思

在教授自由落体运动这一课时，我发现学生在理解和掌握自由落体运动的定义、特点和规律方面存在一定的困难。学生对自由落体运动的定义和特点的理解不够深入，对自由落体运动的规律的掌握也不够牢固。

首先，我在讲解自由落体运动的定义和特点时，应该更加注重引导学生通过实际生活中的例子