对自由落体运动的研究教学设计 教科版

对自由落体运动的研究教学设计教科版学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容为教科版物理教材高中二年级下册第十章“力学现象”中的第一节“自由落体运动”。教学内容围绕自由落体运动的概念、公式推导、以及重力加速度的理解展开。通过本节课的学习，学生将掌握自由落体运动的基本原理，理解物体在重力作用下速度和位移的变化规律。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中已经掌握了匀速直线运动和匀加速直线运动的知识，特别是对加速度概念的理解和运用。在此基础上，学生可以顺利过渡到自由落体运动的学习，理解为何在忽略空气阻力的情况下，所有物体在同一地点的加速度都是常数，即重力加速度。此外，学生还需运用之前所学的位移和速度关系，进一步探讨自由落体运动中时间、速度和位移之间的关系。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。通过研究自由落体运动，使学生能够：

1.物理观念：形成对自由落体运动物理本质的认识，理解重力对物体运动状态的影响，建立加速度与物体下落速度变化的关系，加强对力学基本概念的理解和运用。

2.科学思维：通过观察、实验和数据分析，培养学生逻辑推理、批判性思维和创新能力，学会运用物理规律解释自然现象，提高解决实际问题的能力。

3.科学探究：指导学生设计实验方案，收集和处理数据，培养学生合作探究、沟通交流的能力，激发学生对科学研究的兴趣。

4.科学态度与责任：培养学生严谨的科学态度，尊重客观事实，敢于质疑，勇于探索，提高学生对科学本质的认识，培养社会责任感。学习者分析1.学生已经掌握了匀速直线运动、匀加速直线运动的规律，了解速度、加速度、位移等基本物理概念，并能够运用相关公式进行计算。此外，学生对牛顿运动定律有一定的认识，这些都为学习自由落体运动打下了基础。

2.在学习兴趣方面，学生对物理实验和观察现象表现出较高的热情，对于能够亲眼看到物体下落速度变化的过程具有强烈的好奇心。能力上，学生具备一定的实验操作能力和数据分析能力，但在将理论知识运用到实际问题中时，可能存在一定难度。在学习风格上，学生偏向于合作学习和探究式学习，喜欢通过讨论和动手实践来解决问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战主要包括：对自由落体运动中重力加速度概念的理解；在实验过程中，对数据采集和处理可能存在误差；将自由落体运动规律与实际情境相结合时，可能无法准确把握问题关键，导致解决问题时出现偏差。此外，部分学生对物理公式的推导和运用可能存在心理恐惧，影响学习效果。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过生动的语言和形象的比喻，为学生讲解自由落体运动的基本概念、规律和公式，使学生系统掌握理论知识。同时，结合实际生活中的例子，让学生感受物理学的实际意义。

2.讨论法：针对自由落体运动中的重点和难点问题，组织学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点，培养学生的批判性思维和合作精神。讨论结束后，进行小组汇报，分享学习成果。

3.实验法：组织学生进行自由落体实验，让学生亲自动手操作，观察和记录实验数据，培养学生实验操作能力和观察能力。通过实验，让学生更直观地理解自由落体运动规律。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体设备展示自由落体运动的动画、图片和视频，帮助学生形象地理解物体下落过程中速度、加速度和位移的变化。同时，展示实验操作步骤和注意事项，提高实验效果。

2.教学软件：运用教学软件（如：物理实验室、仿真实验等）进行虚拟实验，让学生在课前预习和课后巩固实验内容，提高学习效率。此外，通过软件中的互动问答和在线测试，及时了解学生的学习进度和存在的问题，有针对性地进行教学辅导。

3.网络资源：引导学生利用网络资源，查阅与自由落体运动相关的科学史、科学家故事等，激发学生学习兴趣，拓宽知识面。同时，鼓励学生关注物理学领域的前沿动态，培养科学素养。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是“自由落体运动”这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否注意过，不同高度的物体同时下落时，哪个会先落地？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索自由落体运动的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解自由落体运动的基本概念。自由落体运动是指物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动。它是研究物体在地球表面附近运动规律的重要基础。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了自由落体运动在实际中的应用，以及它如何帮助我们理解物体下落过程。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调重力加速度和物体下落速度这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与自由落体运动相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示自由落体运动的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“自由落体运动在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了自由落体运动的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对自由落体运动的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《物理学史》中关于伽利略和自由落体运动的研究部分，了解伽利略如何通过实验和观察推翻了亚里士多德的落体理论，为自由落体运动的研究奠定基础。

-《现代物理》中关于自由落体运动在航天领域的应用，探讨自由落体运动原理在现代科技发展中的作用。

-《科学美国人》杂志中关于重力加速度变化的文章，了解不同地理位置和高度对重力加速度的影响。

2.课后自主学习和探究：

-研究地球表面不同纬度和高度对自由落体运动的影响，分析重力加速度的变化规律。

-探索自由落体运动在工程和技术领域的应用，例如：降落伞的设计、高层建筑物的安全防护措施等。

-调查生活中哪些现象或设备利用了自由落体运动的原理，例如：摆钟、垂直电梯等，并分析其工作原理。

-研究自由落体运动在体育运动中的应用，如跳伞、田径跳高跳远等项目，了解运动员如何利用自由落体运动规律来提高成绩。

-探讨在月球和火星等不同天体上，自由落体运动的特点及其与地球上的差异。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了自由落体运动的基本概念、规律及其在实际生活中的应用。通过学习，我们了解到自由落体运动是物体仅在重力作用下从静止开始下落的运动，其速度和时间成正比，位移与时间的平方成正比。重点掌握了以下知识点：

1.自由落体运动的特点：初速度为零，加速度为重力加速度g。

2.自由落体运动的规律：v=gt，h=1/2gt²。

3.重力加速度的概念及其在地球不同位置的变化规律。

4.自由落体运动在生活中的应用。

当堂检测：

一、选择题

1.以下哪个选项描述了自由落体运动的特点？（）

A.初速度为零，加速度为常数

B.初速度为零，加速度随时间变化

C.初速度为常数，加速度为零

D.初速度和加速度都为零

2.在地球表面，自由落体运动的加速度约为（）。

A.9.8m/s²

B.10m/s²

C.8m/s²

D.12m/s²

二、填空题

1.自由落体运动中，物体下落的高度h与下落时间t的关系为：h=_______gt²。

2.地球表面的重力加速度约为______m/s²。

三、解答题

1.请简述自由落体运动的基本特点及其在实际生活中的应用。

2.假设一个物体从高度为h的位置自由下落，请推导出物体下落时间t与高度h之间的关系。

四、实验分析题

1.在进行自由落体实验时，为什么需要尽量减小空气阻力的影响？

2.请描述如何通过实验测量重力加速度g的值。内容逻辑关系1.自由落体运动的基本概念和特点：

-自由落体运动：物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动。

-特点：初速度为零，加速度为重力加速度g。

2.自由落体运动的规律：

-速度公式：v=gt

-位移公式：h=1/2gt²

3.重力加速度的概念及其在地球不同位置的变化规律：

-重力加速度：物体在自由落体运动中的加速度，约为9.8m/s²。

-变化规律：地球表面不同纬度和高度的重力加速度略有差异。

4.自由落体运动在生活中的应用：

-降落伞设计：利用自由落体运动原理，使跳伞员安全降落。

-高层建筑安全防护：根据自由落体运动规律，设计建筑物的安全防护措施。

-摆钟：利用摆锤的自由落体运动来计时。

-垂直电梯：电梯在启动和制动时利用自由落体运动原理。

板书设计：

```

一、自由落体运动的基本概念和特点

1.自由落体运动定义

2.特点：初速度为零，加速度为重力加速度g

二、自由落体运动的规律

1.速度公式：v=gt

2.位移公式：h=1/2gt²

三、重力加速度及其变化规律

1.重力加速度概念

2.地球表面重力加速度约为9.8m/s²

3.重力加速度的变化规律

四、自由落体运动的应用

1.降落伞设计

2.高层建筑安全防护

3.摆钟

4.垂直电梯

```反思改进措施一、教学特色创新：

1.引入现代科技手段：在教学中充分利用多媒体设备、教学软件等现代化教学手段，提高教学效果和效率。

2.重视实验操作：通过组织学生进行自由落体实验，让学生亲自动手操作，观察和记录实验数据，培养学生实验操作能力和观察能力。

二、存在主要问题：

1.学生对物理公式的推导和运用存在心理恐惧：部分学生在面对物理公式