2024-2025学年新教材高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第四节 自由落体运动教案 新人教版必修1

2024-2025学年新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究第四节自由落体运动教案新人教版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理匀变速直线运动的研究

2.教学年级和班级：2024-2025学年，高中一年级，1班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学探究能力：通过自由落体运动的实验，培养学生设计实验、收集数据、处理数据的能力，引导学生运用科学方法研究物理问题。

2.科学思维：使学生掌握自由落体运动的基本概念，理解自由落体运动的规律，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力。

3.科学态度与责任：培养学生尊重科学、严谨治学的态度，使学生在探究过程中能够勇于承担责任，培养团队协作精神。

4.应用能力：使学生能够将所学的自由落体运动知识应用于实际问题中，提高学生解决实际问题的能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在初中阶段已经学习了运动和力的关系，对速度、加速度等概念有了一定的了解。同时，他们还学习了基本的实验操作技能，能够进行简单的物理实验并分析实验结果。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对新奇有趣的实验和现象比较感兴趣，因此通过实验引入自由落体运动能够激发他们的学习兴趣。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维和抽象思维能力，能够理解并掌握自由落体运动的规律。在学习风格上，学生更倾向于通过实践和实验来学习，因此需要提供丰富的实验资源和实践机会。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解自由落体运动的概念和规律时，可能会遇到难以理解为什么物体在真空中会做匀加速直线运动的问题。此外，学生可能对实验数据的处理和分析感到困难，不知道如何运用科学方法来研究物理问题。同时，学生可能对自由落体运动的实际应用场景不太了解，难以将所学知识与实际问题相结合。教学方法与手段1.教学方法：

（1）实验法：本节课通过实验引入自由落体运动的概念，让学生亲身体验并观察物体在自由落体过程中的运动规律。实验过程中，学生可以自主设计实验方案，收集数据，分析结果，培养学生的科学探究能力。

（2）讲授法：在实验的基础上，教师对自由落体运动的基本概念、规律和应用进行系统的讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

（3）讨论法：教师引导学生针对实验过程中遇到的问题和困惑进行讨论，激发学生的思维碰撞，培养学生的逻辑思维和团队协作能力。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：利用多媒体课件展示自由落体运动的实验现象和数据，生动形象地揭示自由落体运动的规律，提高学生的学习兴趣。

（2）教学软件：运用教学软件模拟自由落体运动过程，让学生更直观地理解运动规律，降低学习难度。

（3）网络资源：引入与自由落体运动相关的视频素材，让学生了解自由落体运动在现实生活中的应用，拓宽学生的知识视野。

（4）实体模型：为学生提供自由落体运动的实体模型，增强学生的直观感受，提高学习效果。

（5）互动平台：利用互动平台进行课堂提问、讨论和作业反馈，增强师生之间的互动，提高教学质量和学生学习主动性。

（6）练习软件：为学生提供在线练习题库，及时检测学生对自由落体运动知识的理解和掌握程度，便于教师进行有针对性的辅导。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕自由落体运动的概念和规律，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解自由落体运动的基本概念和规律。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解自由落体运动的概念和规律，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出自由落体运动，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解自由落体运动的基本概念、规律和应用，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握自由落体运动的规律。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验自由落体运动的实际应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解自由落体运动的基本概念和规律。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握自由落体运动的规律。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解自由落体运动的概念和规律，掌握自由落体运动的实际应用。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据自由落体运动的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与自由落体运动相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的自由落体运动概念和规律。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《物理世界》：提供一篇关于自由落体运动在现实生活中的应用的文章，让学生了解自由落体运动在科学研究和工程中的应用。

-《科学实验》：介绍自由落体运动的实验设计和方法，包括如何测量物体的落地时间和速度等，帮助学生深入了解实验原理和方法。

-《数学原理》：介绍自由落体运动与数学的关系，例如如何运用数学公式计算物体的落地时间和速度等，让学生认识到物理与数学的紧密联系。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-探究项目：鼓励学生自主选择一个与自由落体运动相关的项目进行深入探究，如研究不同质量物体的自由落体运动规律等。

-实验设计：鼓励学生设计自己的自由落体实验，选择合适的器材和测量方法，进行实验并分析结果。

-问题解决：鼓励学生寻找生活中的自由落体运动现象，如跳伞、抛物线运动等，并尝试用所学的知识解释这些现象。

拓展与延伸的目的：

-通过拓展阅读材料，使学生能够更全面地了解自由落体运动的知识，拓宽知识视野。

-通过自主学习和探究，培养学生的独立思考能力和解决问题的能力。

-强化学生对自由落体运动的理解和应用，提高学生的实际操作能力和科学探究能力。典型例题讲解例题1：

题目：一个质量为m的物体从高度h处自由落下，求其在落地时的速度v。

解答：

由于物体做自由落体运动，不考虑空气阻力，根据物理公式，落地时的速度v可以通过以下公式计算：

v=√(2gh)

其中，g为重力加速度，h为物体下落的高度。代入数值即可得到答案。

例题2：

题目：一个质量为m的物体从高度h处自由落下，求其在落地时的动能E。

解答：

落地时的动能E可以通过以下公式计算：

E=0.5*m*v^2

其中，v为物体落地时的速度，m为物体的质量。代入数值即可得到答案。

例题3：

题目：一个质量为m的物体从高度h处自由落下，求其在落地时的势能变化量ΔEp。

解答：

物体在落地时的势能变化量ΔEp可以通过以下公式计算：

ΔEp=mgh

其中，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体下落的高度。代入数值即可得到答案。

例题4：

题目：一个质量为m的物体从高度h1处自由落下，另一个质量为m的物体从高度h2处自由落下，求两物体落地时的速度v1和v2。

解答：

由于两物体做自由落体运动，不考虑空气阻力，根据物理公式，落地时的速度v可以通过以下公式计算：

v1=√(2gh1)

v2=√(2gh2)

其中，g为重力加速度，h1和h2为物体下落的高度。代入数值即可得到答案。

例题5：

题目：一个质量为m的物体从高度h处自由落下，求其在落地时受到的冲击力F。

解答：

物体在落地时受到的冲击力F可以通过以下公式计算：

F=mg-ma

其中，m为物体的质量，g为重力加速度，a为物体落地时的加速度。由于物体做自由落体运动，落地时的加速度a为0，因此冲击力F等于物体的重力。代入数值即可得到答案。内容逻辑关系①自由落体运动的定义：物体在只受重力作用下从静止开始沿竖直方向下落的运动。

②自由落体运动的条件：物体在真空中或空气阻力可忽略不计的情况下进行。

③自由落体运动的性质：物体下落的速度随着时间的增加而增大，为匀加速直线运动。

2.自由落体运动的规律

①自由落体运动的公式：v=√(2gh)，其中v为落地速度，g为重力加速度，h为下落高度。

②自由落体运动的动能：E=0.5*m*v^2，其中E为动能，m为质量，v为速度。

③自由落体运动的势能变化：ΔEp=mgh，其中ΔEp为势能变化量，m为质量，g为重力加速度，h为下落高度。

3.自由落体运动的应用

①自由落体运动在科学研究中的应用：自由落体运动是物理学中的基本运动形式，广泛应用于天体物理、材料科学等领域。

②自由落体运动在工程中的应用：自由落体运动原理在工程领域中得到广泛应用，如跳伞、高楼建设、导弹发射等。

③自由落体运动在日常生活中的应用：自由落体运动原理在日常生活中的应用也很广泛，如抛物线运动、落体实验等。

板书设计：

1.自由落体运动的基本概念

-定义：物体在只受重力作