人教版高中物理必修一2.5 《自由落体运动》教学设计.doc

自由落体运动教学设计教材分析本节为普通高中物理课程标准共同必修模块物理中第一个二级主题运动的描述中所涉及到的内容本节主要内容是探究自由落体运动是本章的重点内容同时也是后面学习匀变速直线运动的基础本节教学内容要体现实验在认识自由落体规律中的作用并通过介绍伽利略对自由落体的研究体会科学研究方法对物理学发展的作用从亚里士多德和伽利略观点的冲突经过实验探究得出物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关引出自由落体运动的概念在通过记录自由落体运动轨迹用打点计时器或频闪照片从频闪照片中分析自由落体的规位移正比于时间的平方值教材在本节设计上有如下特点突出实验探究重视物理知识在生活中的实际应用学情分析物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象学生对物体的下落运动已有自己的认识这可以成为教学的起点学生已有的知识基础学生已经学习了位移加速度时间等描述运动的知识学生的认识特点学生在生活中对于树叶飘落雨滴下落等落体运动司空见惯但不知道落体运动的快慢和位移的规律教学目标知识和技能知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动知道自由落体运动加速度大小和方向知道不同地点重力加速度不一样能根据匀变速直线运动规律建立自由落体的运动方程能运用自由落体运动规律解决有关实际问题过程和方法通过实验探究认识自由落体运动特点和规律培养学生观察能力和逻辑推理能力体验物体下落的快慢了解生活中物体的下落运动进行科学态度和科学方法教育用理想化方法去比较重力与空气阻力的大小识别自由落体运动培养学生探求知识能力提高学生解题能力情感态度与价值观体会伽利略研究自由落体运动的思路和科学思维方法学习科学家的探索精神体会科学探索的艰辛体会实验和多媒体手段在研究物理问题中的作用重点难点重点探究自由落体运动特点和规律的过程知道仅受重力作用的不同物体具有相同的重力加速度体会伽利略的科学推理方法难点物体下落快慢与物体所受重力大小无关及重力加速度的测量教学方法实验探究启发法教学器材小铁球乒乓球泡沫塑料板托盘天平一架纸一张裁成相等的两半牛顿管抽气机教学过程新课导入教师对于物体下落快慢情况请同学们从生活经验出发提出自己的看法并举例说明预测学生对物体下落的认识可能有重物下落快例如小石块下落得比树叶快轻重物体下落一样快例如小石块和小纸团下落得一样快体积小的物体比体积大的物体下落更快例如小球下落得比气球快物体下落中速度越来越大例如小石块下落物体下落很快例如从四层楼高的物体掉下来瞬间就可落至楼底提出悬念展示对物体下落已有的经验认识并引导学生注意观察身边物理现象体会到物理知识就在我们身边感悟物理规律研究的价值激起学生的求知欲教师同学们所举实例和看法都是正确的然而却出现这些看起来似乎是互相矛盾的结论是什么原因造成的让学生对已有观点进行分析和比较提出新的问题然后对新问题进行进一步的研究对已有现象和结论进行进一步的思考和分析是科学研究的起点预测学生分析出的原因可能是有没有受到空气阻力造成的空气阻力和物体重力大小关系教师当物理现象可能与几个因素有关时如何继续研究下去可通过实验进行进一步的研究也可以通过科学的推理进一步研究请同学们一起用实验来探究阻力和重力对物体下落的影响遇到问题和困难时如何进一步研究下去必须让学生亲身体会学习中不要只给学生唯一正确的方法和过程可让学生在尝试中体验成功和失败的快乐一空气阻力对落体运动的影响板书演示实验小铁球和乒乓球在同一高度同时自由下落现象铁球先落地结论较重的先落地板书演示实验泡沫塑料板和乒乓球在同一高度同时自由下落现象乒乓球先落地结论较轻的先落地板书演示实验一张纸裁成相等的两半一半揉成纸团另一半不变在同一高度同时自由下落现象纸团先落地结论等重的落地有先后板书教师实验确实出现较重的先落地较轻的先落地等重的落地有先后这些似乎是互相矛盾的结论为什么呢以往结论往往是教师直接给出没有给学生思考总结的时间这样学生的实验只流于形式没有达到通过实验揭示现象本质的功能同时也不能给学生带来研究问题的乐趣预测学生对实验现象的观察和思考可能得出的结论是空气阻力对物体下落是有影响的同一物体受到空气阻力时运动得较慢当有受到空气阻力时物体下落还与物体重力有关当物体在没有受到空气阻力的情况下物体下落的快慢似乎与重力无关教师不错空气阻力对物体下落的确有影响而且较为复杂日常生活中许多物体下落时受到的空气阻力与物体的重力比较小得很多常常可以忽略不计我们所要研究的就是在没有空气阻力情况下物体的下落情况这种运动就叫自由落体运动二自由落体运动板书轻重不同物体下落快慢相同板书演示实验牛顿管演示实验教师通过牛顿管演示实验来证实没有空气阻力的情况下轻重物体下落情况一样实验装置如图所示在一根长约的玻璃管中放入羽毛金属片演示实验时按如下步骤不抽出玻璃管中的空气将玻璃管倒立过来观察物体下落情况抽去玻璃管中部分空气将玻璃管倒立过来观察物体下落情况继续抽去玻璃管中空气再将玻璃管倒立过来观察物体下落情况教师同学们从实验中看到了什么现象这些现象说明了什么问题中观察结果金属片先于羽毛落到管的底部中观察结果金属片先于羽毛落到管底部但两者落到管底的时间差变短中观察结果金属片和羽毛几乎同时落到管的底部演示实验的功能是为了揭示现象的本质提高学生学习的兴趣演示实验中如何提高学生观察的兴趣是教师在完成实验过程中要考虑的本演示实验并没有一下就做真空情况下物体下落情况而是不断地抽出玻璃管中的空气观察减小物体下落阻力物体的运动情况这样一来每次实验现象均不相同有利于形成科学的观察习惯及观察的敏锐性猜想设想如果没有空气结果又将如何预测学生从观察到的现象可能得到的结论是玻璃管中空气越少轻重不同的物体下落快慢情况越接近在没有空气阻力的情况下轻重不同的物体下落得一样快展示多媒体课件模拟上述三种情况结论在空气阻力很小时一切物体在同一高度上的落地时间都相等即轻重不同的物体下落快慢相同板书定义物体只在重力作用下理想化模型从静止开始下落的运动称为自由落体运动板书在学生得出不同物体自由落体运动情况一样后将事先复印的频闪图可从原人教版中复制得到必修不太清晰的图内容即小球做自由落体运动的频闪照片发给每组学生一张让学生探究是否满足以确认自由落体运动是匀变速运动性质自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动板书自由落体运动的加速度板书同一地点不同物体的自由落体运动情况相同即一切物体在自由落体中的加速度重力加速度相同板书教师用什么物理量来表示自由落体的运动规律都相同呢在研究得出轻重不同的物体自由落体运动得一样快后学生很可能会产生这样的疑问为什么轻重物体下落得会一样快其内在原因是什么产生这样的疑问是非常好的对这个问题的思考和讨论正是揭示了力和运动之间的关系但并不是本节课研究的主要问题教师可通过问题把学生的思维引导到研究自由落体运动规律这方面如果学生有这方面的疑问教师应给以积极的肯定并且鼓励学生课后给以解决预测学生对老师提出的问题可能的答案是用物体的速度来表示用物体的运动加速度来表示引导学生认识到物体运动的加速度是用于确定物体的运动变化快慢知道物体运动的加速度就能知道物体的运动速度的变化规律知道物体的速度变化规律就能知道物体的位置变化规律因此只要知道物体的运动加速度和运动初速度就能知道物体的运动规律的方向永远竖直向下板书的大小通常取估算时不同地点不一样的测量纸带频闪照片滴水法等教师如何测得自由落体运动的加速度呢请思考设计测量重力加速度的实验方案说明自由落体运动是匀变速直线运动的一个实际例子本节课目的不仅要让学生认识到自由落体运动的规律而且还要通过对自由落体运动的研究来加深对匀变速直线规律的掌握和应用因此可让学生利用所学匀变速直线运动知识设计研究自由落体运动的运动规律预测学生设计的实验方案可能是让小球从高为处下落测出下落所用时间那么自由落体运动的加速度为评析由于物体自由落体运动很快因此时间的测量较难故此方案并不切实可行利用打点计时器来测量自由落体运动的加速度评析只要重物重力较大重物下落过程中受到的阻力可忽略不计本方案容易实现利用闪光照片来测量自由落体运动的加速度评析此方案实验误差最小但难以在课堂上实现不够方法教师应该给予介绍可结合复印的频闪图加以说明在学生交流讨论实验设计的方案中应让他们对各种方案阐述自己的观点反思方案中的问题自由落体运动规律及其应用板书自由落体运动规律自由落体运动规律应用生活中许多物体的下落都可以看成自由落体运动如石块下落花盆下落等等估算从四楼凉台上下落的花盆经过多长时间到达地面到达地面速度多大该例题让学生体验物理现象就在我们身边体验自由落体运动的快慢让学生学会估算的方法分析和解每层楼楼高约左右三楼凉台离地面高度根据自由落体运动规律花盆落地速度解题后应对结论进行进一步的讨论如问四层楼掉下的花盆到达地面所用时间是长还是短那么住在高楼同学应注意什么进入工地为什么必须戴上安全帽等许多实际问题利用刻度尺设计测量人的反应时间在应用物理规律时不仅要做巩固性练习而且要结合实际问题情景让学生在实施的过程中体验如何应用物理知识解决问题特别是方案设计的讨论有助于促进学生各方面的发展提高学生学习的兴趣课堂小结引导学生先自己进行课堂总结然后和同桌间交流最后总结本节课的知识自由落体运动的定义在物理学中将物体只在重力的作用下由静止开始运动叫做自由落体运动做自由落体运动的物体其下落的快慢与物体的质量无关自由落体运动是一个初速度为加速度大小为方向竖直向下的匀加速直线运动所以前面的公式都可以用课后作业请同学们自己设计一个实验测量一下自己所在地区的重力加速度仪器打点计时器或者手表水龙头直尺等作业问题与练习板书设计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规律初速度为的匀加速直线运动三自由落体加速度同一地点不同物体的自由落体运动情况相同即一切物体在自由落体中的加速度重力加速度相同一切物体自由下落的加速度都相同叫做自由落体加速度的大小通常取估算时不同地点不一样四自由落体运动的基本公式自由落体运动规律自由落体运动规律应用