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自由落体运动教学设计

                                   汤阴一中南校   侯小佩

1 .说课标

（1）通过史实初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。

（2）经历自由落体运动的实验探究过程，了解自由落体运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。

2．说教材

（1）自由落体运动是自然界广泛存在的一种理想的自由下落模型，是匀变速直线运动的特例，是匀变速直线运动在自然界中的应用。对自由落体运动的深入分析和研究有利于加深学生对匀变速直线运动理解，为后面学习平抛运动打下基础，做好铺垫，它起到了一个承上启下的作用。

（2）本节课采用实验探究，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。同时解决以下三个问题：自由落体运动是怎样的运动?自由落体运动的位移、速度随时间的变化规律怎样?自由落体运动的加速度是否相同?

3.说学生

（1）有利条件：能够比较熟练的运用匀变速直线运动规律。

（2）不利条件：对“影响物体下落快慢的因素”有根深蒂固的感性认识。

（3）我校学生特点：基础比较差但有好奇心

4.说教法

本节课教学过程为：提出问题一设疑一实验探究一科学猜想一实验探究一得出结论一应用提高。在教学过程中采用启发、探究、讨论、讲授等方法。由学生自主进行实验探究，采用实验室的基本实验仪器——打点计时器，记录下物体运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，让学生体验科学探究方法。

5.说教学重、难点及确立依据

（1）重点：自由落体的概念和通过实验探究自由落体运动的过程．

（2）确立依据：自由落体运动概念需要学生准确掌握。而探究是新课程改革所倡导的理念，是三维目标中过程与方法的重要体现，是提高学生自主学习能力的有效途径。

6.教学中使用的仪器

（1）演示实验器材：牛顿管、抽气泵、橡皮管

 （2）分组实验器材（两人一套）：电火花打点计时器、直尺、两张白纸、纸带若干条、钩码、铁夹、铁架台支架等。

7.说三维目标

（1）、知识目标

    ①．理解自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动

    ②．能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

    ③．知道什么是自由落体的加速度,知道在地球上的不同地方重力加速度大小不同

（2）、过程与方法

    ①．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。

    ②．引导学生进行物理实验设计，根据现象进行合理假设与猜想的探究方法

    ③．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的实质。

（3）、情感目标

   ①．调动学生积极与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力。

   ②．渗透物理科学研究方法的教育。

   ③．培养学生的团结合作精神和协作意识

8.说教学过程

(1)   提出问题、导入新课：

以比一比看看谁反映得更快情境导入新课

【设计意图】

①、迅速吸引学生注意力，并设置悬念，激发学生学习兴趣。

②、以生活中的一些现象为切入点，展开对自由落体运动的探索

生活实例：

a．石头从空中落下

b．重力使屋檐下的雨滴下落

c．树叶从树上竖直飘落

提问：不同物体的下落运动，运动快慢情况是否相同呢？

（即重的物体下落快还是轻的物体下落快？）

【设计意图】

从生活入手，让学生在真实的案例中分析问题，体会物理模型来源与生活。

（2）实验探究、答疑解惑

同学们做以下三个实验

实验1：将一张白纸和一块橡皮从同一高度同时释放。

学生：橡皮先着地，白纸后着地。重的物体下落快。

提问：有没有轻的物体下落快的现象？

实验2：将半张白纸揉成的纸团与一张白纸从同一高处同时释放。

学生：纸团先着地，白纸后着地。轻的物体下落快。

总结：有时重的物体下落快，有时轻的物体下落快。

提问：质量相同的物体下落快慢相同吗？

实验3：将一张白纸和一张白纸揉成的纸团从同一高处同时释放。

学生：纸团先着地。

物体越重，下落得越快是不对的。 

提问：为何会出现这种现象呢?

引导：空气阻力的作用使问题变得复杂!

【设计意图】

学生自己设计、动手操作，更有说服力。并通过学生自己总结，培养了学生的语言组织能力和分析概括能力。

提问：我们应该怎样研究物体的下落运动？

引导：研究问题要从简单→复杂，因此先研究没有空气阻力时物体的下落情况（理想化模型）

演示实验：用牛顿管演示猜想。牛顿管就是一个玻璃管，其一端装有阀门，里面有金属片、羽毛等物品，开始牛顿管里面充满空气。用抽气泵将里面的空气抽出，把橡皮管插好，开始抽气，把手放在出气口，感觉到有气体出来，感觉不到气体时，几乎就抽完了。

    这个实验由学生进行，分做三次让牛顿管内部物体进行下落实验，里面的空气逐渐减少，让学生体验空气阻力对物体下落过程的影响。

    学生观察实验，得出认识：在没有空气阻力的情况下．轻重不同的物体同时落地，说明影响物体下落快慢的原因就是——空气阻力。

    教师归纳：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。

    当空气的阻力比物体的重力小很多，对物体的下落过程影响很小时，我们就近似认为它的运动为自由落体运动。

【设计意图】

 把生活中的自由下落运动升华为自由落体运动，强调物理条件的重要性

  （3）科学猜想、实验探究

提问：自由落体运动是一种什么样的运动？  匀速直线运动 ?   匀加速直线运动?

学生：直线运动、 初速度为零、变速。

提问：是不是匀变速直线运动？怎么证明？

根据：△s＝a·T^2。

教师提问：我们怎样去验证猜想?

利用现有实验器材学生分组自己设计实验，自己操作，打好纸带后进行分析、计算，教师在旁边巡视、指导。之后，让各小组选一位代表，汇报交流各自的探究方案。

方案示例

    方案1：把打点计时器固定在铁架台上，纸带竖直穿过限位孔，用绳子挂住钩码，再用铁夹夹在纸带下端，用手捏住纸带的上端，保持纸带竖直，放手让纸带自由下落。

    打下两条纸带，发现△s＝s2-s1＝s4-s3＝s6-s5＝a·T^2。

    方案2：实验设计和实验方法和方案1相同，只是在处理实验数据上采用图象法，先算出各点的速度，然后作图。

    方案3：实验设计和实验方法和方案1相同，只是在处理实验数据上采用观察法，发现物体下落的位移与时间的平方成正比。

【设计意图】

 通过学生的实验探究，锻炼学生的动手、动脑、动笔、专注的良好探究习惯，培养学生分析实验能力、逻辑思维能力和团队合作精神，让学生知道科学来源于实验与探究。

（4）小组交流、得出规律

请学生将各自得到的结果交流，看有何规律。

    提示：在误差范围内，他们得到的加速度大小相同，为9.8 m／s2。

    学生进行测量、计算，然后进行交流。

    学生得出结论：物体自由下落的运动是初速度为零的匀加速直线运动。

【设计意图】

 根据学生的实验数据，师生共同提炼教学内容要点，在教学活动中建立民主、平等、交流互动的师生关系。

引出自由落体加速度的概念

教师归纳：物体下落的加速度叫重力加速度。用g来表示，通常取，

粗略计算时可取。使用不同的物体进行的反复实验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.

请同学们观察表格数据，说明重力加速度g和纬度之间的关系。

【设计意图】：培养学生的自主学习能力,提高归纳及表达能力。

（5）规律应用、巩固提高

例题：屋檐上水滴下落过程可以近似看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多少？

【设计意图】通过日常生活中碰到的实例，让学生学会思考，应用规律求解，使学生体验到规律来源于现实生活，并为现实生活服务。

思考与讨论：解释如何测反应时间

【设计意图】学以致用   首尾呼应

（6）归纳总结、深化理解

总结本节课的知识规律。

   一．自由落体运动概念：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

   二．特点：初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。

三．重力加速度

1.大小

2.方向

3.变化

四．运动规律：

1. 速度公式为

2. 位移公式为

3.速度与位移的关系式为v2 = 2gh

教学体会

  本节课的教学中从学生的日常生活经验出发，逐步提出问题，不断引发矛盾，让学生自己得出结论