资源简介

2.4《自由落体运动》教学设计
一、课程基本信息
科目：高一物理
课题：自由落体运动
教材：人教版2019物理必修第一册
二、教学分析
（一）课标分析
《普通高中物理课程标准（2017版）》从"物理观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任"四个维度界定物理核心素养，为高中物理深度教学的探索与发展确立了新方向。本节课要求通过实验认识自由落体运动规律，结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用，引导学生认识实验探究与科学思维的结合，对物理学发展的重要作用。
（二）内容分析
自由落体运动是生活中常见的运动模型之一，人类研究自由落体运动的过程是有故事的一段历史，是历来在物理核心素养中"科学态度与责任"教学的重头戏。这块的教学我主要结合物理学史，从实验入手，让学生自主探究自由落体运动的规律。在学生对运动规律有了基本理解的基础上，再引导学生运用规律解决现实生活中的问题，同时也是学生利用图像寻找物理量之间的关系，对各物理量之间的本质关系的再一次深入理解。
本节通过逻辑推理，实验演示与实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动的规律有了更具体和深入的认识。同时加强学生质疑精神，科学推理和科学论证能力的培养。
重点：通过实验探究自由落体运动规律的过程。
难点：不同物体自由下落的加速度相同。
（三）学情分析
对于自由落体运动的研究是本节的第一个难点，因为它与学生常见的生活中的落体运动并不完全相同，教学中要转变学生的已有认识，并且帮助学生利用所学的匀变速直线运动知识研究自由落体运动。学生学习了运用打点计时器和处理数据的方法，为本节课的探究打下基础。
三、教学目标
【物理观念】了解亚里士多德关于力与运动的主要观点；了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法；了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。
【科学思维】体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法。
【科学探究】体会在逻辑推理的基础上，提出问题，再通过实验，解决问题，做出合理推理的过程，从而探究自由落体运动的规律。复习使用打点计时器测量物体运动的方法。
【科学态度与责任】科学起源于人对自然现象的好奇，科学的发展源于质疑和创新，体会技术对科学发展的重大意义。
四、教学策略
（一）策略与方法
观察实验，推理探究，规律总结。讲授法、启发式教学等教学方法。
（二）教学流程图
五、教学活动
教学过程
环节 情境与问题 教与学活动 设计意图 学生发展
新课引入 反应时间测量尺 有人说用一把刻度尺就可以测反应时间，你相信吗？ 从实际情境引入，提出研究问题。 加强学生质疑精神，科学推理和科学论证能力的培养
生活中的落体运动 物体下落快慢与哪些因素有关呢？
伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误。 1.历史上研究过这个问题的物理学家是什么观点呢？ 2.你自己的观点是什么呢？
新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 小实验： 1.将一只粉笔和一张纸在同一高度同时释放。 2.将纸揉成纸团，与粉笔在同一高度同时释放。 视频播放演示实验：“牛顿管”实验 设计实验比较因素： 影响因素比 较质量相同质量两张纸或者曲别针和纸体积材质阻力
排除空气阻力因素，真空环境下。 观看视频：NASA 全球最大的真空实验室。羽毛保龄球自由落体实验。 "牛顿管"实验：引导学生观察抽去空气的玻璃管中金属片和羽毛同时从静止下落时的快慢是否相同。 总结：影响物体下落快慢的因素是空气阻力。如果没有空气阻力，所有物体下落快慢都一样。我们将这种运动叫作自由落体运动。 通过实验和逻辑推理引导学生明白，若没有空气阻力，所以物体下落一样快。 引导学生利用科学实验和科学推理相结合的方法，探究和认识物理现象及规律
引入自由落体运动的概念 分析做自由落体运动的必备条件：只受重力、初速度为零。 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 现实生活： 生活中看到的两个不同的物体下落一样快，因为空气阻力对它影响不大。这里我们要再一次运用物理研究中抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。把复杂问题简单化的方法构建物体只受重力时从静止开始下落的理想模型—自由落体运动。 我们知道自由落体运动是速度增加的运动。速度增加的快慢遵循什么样的规律呢？说出你的猜想，并设计实验进行检验。 实验方案1: 将光电门等间距的排放，将遮光片释放，分析挡光时间，计算速度，分析速度是否随位移的增加而均匀增加的规律。 实验方案2： 打点计时器，打纸带，分析纸带数据。 1.分析相邻且相等的时间间隔内的位移差是定值。说明做匀变速直线运动。 2.分析初速度为零，相等的时间间隔内的位移之比x1:x2:x3:x4= 1﹕3﹕5﹕7。 3.算速度，做v-t图像。 用逐差法计算加速度的大小。 实验方案3： 排除纸带和限位孔之间的影响，运用传感器测加速度。 结论：自由落体运动是匀变速直线运动。加速度的大小为：9.8m/s2。 生活中看到的自由落体运动一般都比较复杂，这里我们要再一次运用物理研究中抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。把复杂问题简单化的方法构建物体只受重力时从静止开始下落的理想模型—自由落体运动。 学生经历抽象概括和推理的过程，知道物体做自由落体运动的条件。 通过已经学习的测量物体运动加速度的实验方法，由学生设计完成探究物体自由落体运动规律的实验。
自由落体运动的加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度。用g来表示。 2.方向：重力加速度的方向是竖直向下。 3.大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。g的标准值为9.8066 m/s2。 视频播放：用手机测自由落体运动加速度。 学生通过实验得到了自由落体运动的规律和自由落体加速度的大小，联系实际，了解重力加速度在不同地区的不同数值。 教科书中介绍各地重力加速度的不同值及变化规律会引发学生新的思考，会为今后的教学奠定基础，重视培养学生的问题意识。
自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 匀变速直线运动自由落体运动速度时间关系v=v0+atv=gt位移时间关系x=v0t+at2h=gt2位移速度关系v2-v02=2axv2=2gh
学生应用前两节学过的知识即可得到自由落体运动的规律。 在此处辅以适当联系实际的例题，加强学生对规律的认识和实践中的应用能力。
总 结 归 纳 课堂小结 1.自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 2.自由落体运动的加速度 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度相同。 方向：竖直向下。 大小：g=9.8m/s2。 重力加速度的大小随纬度的升高而增大。 3.自由落体运动的规律 v=gt h=gt2 v2=2gh 整合本节课学习内容。 整理总结，并帮助学生回顾物理学史，培养学生物理观念以及科学态度与责任。
六、板书设计
2.4 自由落体运动
一、自由落体运动： 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
二、自由落体加速度a（重力加速度g)
方向： 竖直向下
大小： g = 9.8m/s2或g = 10m/s2
同一地点同一高度，g值相同，纬度越高，g值越大
三、自由落体运动规律
v=gt h=gt2 v2=2gh
课堂练习：
解决实际问题，高空坠物，一颗鸡蛋从25层楼上掉下来，落地的速度能达到多大？（ =10 / 2）
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