高中物理人教版第二章勻變速直線運動的研究5自由落體運動 精品獲獎

人教版必修一第二章第5節(jié)自由落體運動教材分析本節(jié)教材是學生學完勻變速直線運動規(guī)律后，知識的遷移和應用部分。自由落體運動是日常生活中比較常見的現(xiàn)象，學生往往能感受到，但沒有注意這一現(xiàn)象的特點，怎樣才能讓學生不是機械化地記住自由落體運動的現(xiàn)象，而是通過各種方式真正理解自由落體運動的條件與本質(zhì)所在,才是本節(jié)課學習重點和難點。教學目標知識目標：1、理解自由落體運動的性質(zhì)2、能用打點計時器得到運動軌跡并能自主分析。3、知道什么是自由落體運動的加速度能力目標：1、引導學生進行物理實驗設計，根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法。2、培養(yǎng)學生利用物理語言歸納總結規(guī)律的能力。3、引導學生學會分析數(shù)據(jù)，歸納總結自由落體運動的性質(zhì)。情感目標：1、使學生領悟突出主要因素，忽略次要因素的哲學思想。2、通過實驗探究，使學生形成實事求是的科學態(tài)度。教學重點知道自由落體運動的性質(zhì)和規(guī)律教學難點設計實驗并驗證自由落體運動為勻變速直線運動教學策略選擇與設計1、以問題解決為主的教學策略。通過游戲，激發(fā)敘事的學習興趣。引導學生發(fā)現(xiàn)直覺經(jīng)驗和邏輯推理。2、以合作探究為主的教學策略采用：“直觀演示---分析討論-----實驗探究-----課前游戲-----揭示規(guī)律---鞏固知識”等多種形式的綜合啟發(fā)式教學。學法指導實驗探究法，觀察法，分析討論法，遷移類比法等學情分析對自由落體運動，學生有一定的感性和模糊的體會，但理解自由落體運動的概念，對學生而言有一定的難度。因此本節(jié)課教學中利用了實驗和理論探究的方法，對學生自己體驗、分析、歸納討論、評價得出結論。激發(fā)了學生的學習興趣，養(yǎng)成動手與合作能力，生產(chǎn)學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的物理意識。設計思想為了體現(xiàn)新課程所倡導的教學理念，在教法上，采取以學生為主體，以問題為中心，以教師為引導，以小組的合作為主要方式，讓學生進行簡單的實驗設計，親身體驗科學實驗探究的過程。教學過程【導入】自由落體運動師：傳說三國時期，周倉欲與關羽比力氣，關羽說你能把一根稻草扔到對岸去嗎？周倉多次試扔都不成功，然后反問關羽，關羽隨手將一捆稻草輕而易舉地扔到了對岸，周倉佩服得五體投地。思考：這個故事能說明關羽臂力過人嗎？生：不能。師：為什么不能呢？我們在學習了本節(jié)課之后，同學們就知道其中的原因了?；顒?【講授】（一）自由落體運動（一）自由落體運動【板書】課題：第五節(jié)

自由落體運動師：樹上掛著熟透了的蘋果，等在樹下的米老鼠和唐老鴨誰會接到蘋果？生：米老鼠師：很好，蘋果的下落是生活中一種常見的落體運動。當露珠下落，雪花飄落，雨點滴滴落下時，你們有沒有注意過這種運動？這種運動有沒有一定的規(guī)律可循呢？師：兩千多年前，在人類還處于懵懂時期的時候，古希臘哲學家亞里士多德對落體運動提出了自己的觀點：輕重不同的物體下落，重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。師：生活中你們看到過這樣的現(xiàn)象嗎？生：看到過師：舉個例子來看看生：蘋果和羽毛，桌子上的重錘和紙帶【探究實驗1】重錘與紙片從同一高度從靜止開始同時下落，誰下落得快？師：很好。我這有一個小鋼球和紙片同時從同一高度靜止開始下落，看看有什么現(xiàn)象？生：重錘先落地。師：生活中你們看到了這有的現(xiàn)象，其實很多人也看到了，但對表面現(xiàn)象的研究有時會得出錯誤的結論，我們要用透過現(xiàn)象看本質(zhì)的方法來研究問題。三百多年前，意大利物理學家伽利略與亞里士多德有一句超越時空的對話：“老亞，你這種觀點是錯的！”師：同學們覺得伽利略的說法有沒有道理？生：有師：舉個例子子【探究實驗2】

取半張紙與一張紙，半張的揉成一團，兩者也分別從同一高度由靜止同時下落，觀察到了什么現(xiàn)象？生：紙團先落地師：現(xiàn)在半張紙團比一張紙先落地，能不能由些得出結論？生：輕的物體下落快。（矛盾的結論使學生陷入了沉思，讓學生思考議論，在教師的引導下讓學生總結）提出問題：為什么會得到相互矛盾的結論？（學生思考）生：物體下落過程中有時是重的物體下落快，有時是輕的物體下落快，說明物體下落的快慢除了跟重力有關外，還跟其它因素有關?！咎骄繉嶒?】取兩張相同紙，一張揉成一團，兩者也分別從同一高度由靜止同時下落，觀察到了什么現(xiàn)象？生：紙團先落地。師：重力相同的物體有時也不能同時落地，為什么呢？（學生議論發(fā)言）生：物體下落過程中有時是重的物體下落快，有時是輕的物體下落快，說明物體下落的快慢除了跟重力有關外，還跟其它因素有關師:我們做的上述三個實驗，為什么會得出不同的結論？影響物體下落快慢的因素是什么呢？（學生議論發(fā)言）生：這些實驗都是在空氣中進行的，空氣阻力影響了物體的下落運動。師：對，同學們提出的假設是正確的，空氣阻力的影響使問題變得復雜化了。師：同學們想不想在沒有空氣的環(huán)境下做這個實驗？但現(xiàn)實生活中有沒有這樣的條件？師：沒關系，實驗室有。介紹牛頓管?！驹O計意圖】從生活入手，讓學生在真實的體驗中分析問題，體會物理模型來源與生活。在教學中，教師應運用物理探究實驗及教師本身的魅力激發(fā)學生求知的欲望和情感，同時，教師本身以飽滿的熱情、強烈的求知欲、熱愛物理學科的情趣，帶領學生去探索物理世界的奧秘，就會對學生的學習興趣產(chǎn)生巨大影響。【演示1】“牛頓管”實驗取長約米，上端封閉，另一端開口的玻璃筒，里面裝有金屬片、羽毛，把玻璃筒倒立過來，觀察到什么現(xiàn)象？生：金屬片比羽毛下落的快。【演示2】

抽光玻璃筒中的空氣，再做以上實驗，又觀察到什么現(xiàn)象？生：金屬片和羽毛同時落時。師：總結以上的實驗現(xiàn)象，我們可以得出怎樣的結論呢？生：如果沒有空氣阻力，物體下落快慢相同結論：在沒有空氣阻力的情況下，輕重不同的物體下落的快慢相同。結論1：輕重不同的物體，只受重力時，下落的快慢是___________.結論2：影響物體下落快慢的因素是—————.【設計意圖】美國著名心理學家布魯納曾說：掌握一般概念和原理是通向普遍遷移的大道。因此，我們在組織教材時，應把基本概念和規(guī)律放在首位，突出教材的系統(tǒng)性和規(guī)律性。通過上述幾個學生實驗，讓學生充分體驗學習的快樂，體驗實驗探究在物理規(guī)律研究中的重要作用；同時也活躍課堂氣氛，增強學生的學習興趣（教師用科學實驗進一步說明此結論的正確性）

實例：（1）1971年美國宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子和一根羽毛同時下落，觀察到它們同時落到月球表面上。

（演示視頻阿波羅登月實驗）師：沒有空氣阻力，物體只受重力從靜止開始下落的運動就是今天我們要講的一類運動------自由落體運動。【板書】一、自由落體運動概念：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。條件：（1）靜止即V0=0（2）只受重力，若受到空氣阻力，當f空

?G的情況，可以近似當作自由落體運動。所以自由落體運動是一種理想運動?；顒?【活動】兩個游戲游戲一：你能抓住這張“神奇”的紙幣嗎？師：你們看我的手里是什么？這張鈔票的神奇之處不是因為它是假幣，它絕對是真幣。我們班誰的反應時間比較快，請到臺上來。（介紹游戲規(guī)則）游戲二：比比誰的反應時間短師：你們的桌子上雖然沒有鈔票，但有刻度尺，兩個同學分工合作（介紹游戲規(guī)則），看看能不能抓住，如果抓住了看看你所抓住的刻度是多少，然后把它記錄在本子上。生：師：其實這個游戲是測反應時間的，可惜你們的刻度尺只能測刻度，不能測反應時間，我這里有一把神奇的尺子，只要你伸手一捏，我就知道你是反應靈敏還是反應遲鈍。（開玩笑）請一位男生一位女生上臺比試誰的反應時間短。師：生活中有時需要反應靈敏，正常人的反應時間是——秒，飛人劉翔的反應時間很短，只有秒，運動員劉國梁的反應時間僅比隊友快了秒，所以他取得了很好的成績。招飛行員時，對飛行員的要求達到秒，所以我們的冠軍是可以當飛行員的。師：同學們想不想知道我這把神奇的刻度尺的制作原理呢？那讓我們一起來探究自由落體運動的規(guī)律?；顒?【講授】（二）自由落體運動的性質(zhì)師：自由落體運動是理想化模型，它體現(xiàn)了突出主要因素，忽略次要因素的哲學思想。師：演示重錘的下落。能不能把重錘的下落當成自由落體運動？能不能用重錘的下落來研究自由落體運動？師：那么，自由落體運動到底是一種什么樣的運動呢？請同學們提出自己的猜想。怎樣驗證自己的猜想？師：軌跡是直線還是曲線？

運動特征：加速還是減速?

勻加速還是變加速?生：勻加速師：你們能看出它是勻加嗎？生：不能【演示3】

讓小球從一定高度下落，利用電火花計時器研究自由落體運動的規(guī)律。(教師簡述研究方法)師：落體運動的物體的位置往往變化得比較快，憑目測難以觀察和記錄，用打點計時器或頻閃照相就可以記錄下運動物體每隔相等時間所在的位置，這樣得到的紙帶(或照片)可以用來對運動過程進行分析。因此在實驗中要注意：按教材圖示和實驗要求連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端；打點計時器的安裝要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力；③應選用質(zhì)量和密度較大的重物，使阻力的影響相對減小；④先接通電路后釋放紙帶；⑤手捏紙帶松手之前，不要晃動，保證打出的第一個點清晰；重復上述步驟多次，直到選取只有打出的第一點與第二點之間間隔約為2

mm的紙帶才是有效的.（教師邊演示邊讓學生動手實驗）學生根據(jù)照片分析紙帶上記錄的運動信息，思考下列問題：重物做自由落體運動的過程中，是直線運動嗎？是加速運動嗎？為什么？重物做自由落體運動的過程中，是勻加速嗎？怎樣判定一個物體在相鄰、相等時間間隔是否是勻變速直線運動？師：演示一條織帶，教會學生如何處理紙帶師：現(xiàn)在同學們開始處理紙帶，算出相鄰、相等時間間隔的位移之差有怎樣的關系?說明物體做說明運動？生：根據(jù)表格要求進行處理紙帶。（教師提示從Δx=at2分析，讓學生自己根據(jù)數(shù)據(jù)計算相同時間間隔內(nèi)相鄰位移之間的差值Δx，找出規(guī)律來，最后教師總結。）師：Δx在誤差允許的范圍內(nèi)都是恒量，所以可判斷自由落體運動是初速度為零的勻加速度運動——證實伽利略的推斷是正確的。自由落體運動的性質(zhì)實驗結論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。（3）既然自由落體運動是勻加速直線運動，那么它的加速度是多大呢？(4)影響實驗精確程度的因素有哪些?

計【設計意圖】該演示實驗直觀、新奇，容易激發(fā)學生的直覺興趣，使學生思維活躍，此過程讓學生自己分析、處理數(shù)據(jù)，讓學生的主體作用得到充分發(fā)揮，也使學生對自由落體的性質(zhì)有深刻的印象

。同時讓學生親身經(jīng)歷科學探究，變過去教師要學生學，而為學生自己“我要學、我想學、從中我學到了什么”的主動建構知識的自主學習；通過交流、合作的互動過程，更進一步培養(yǎng)了學生團結、協(xié)作的精神?！景鍟慷⒆杂陕潴w運動的性質(zhì)：初速度為零的勻加速直線運動。活動5【講授】(三）自由落體加速度(三）自由落體加速度師：重錘和木塊自由下落時的加速度是否相同？教師引導學生:由牛頓管實驗所知的，不同物體在僅受重力作用時的下落快慢相同，既而得出不同物體下落時具有相同的重力加速度g請閱讀課文P44，回答下面的問題：

1、什么是自由落體加速度？2、自由落體加速度的大小和方向？3.不同地點，物體的自由落體加速度是否相同？4.

根據(jù)表格總結g值的變化規(guī)律?【設計意圖】培養(yǎng)學生分析、閱讀、提取信息及表達的能力?；顒?【講授】四．自由落體運動規(guī)律師：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動，只要這些公式中的初速度v0＝0，a取g就可以了．學生推導自由落體運動遵從的規(guī)律?！驹O計意圖】鍛煉學生自己動手動腦及知識遷移的能力。師：通過學生回憶勻變速直線運動的規(guī)律，類比自由落體運動的特點學生自己推倒自由落體運動的規(guī)律?；顒?【練習】自由落體運動的應用【討論交流】雨滴大約在1500m左右的高空形成并開始下落，計算一下，若該雨滴做自由落體運動，到達地面的速度是多大？

m/s遇到過這樣快速的雨滴嗎？師：試想水滴以這樣大的速度下落到頭上會發(fā)生什么，那是可想而知的．那么水滴下落到地面上的速度到底有多大？據(jù)資料顯示實際上雨滴落到地面的速度不超過8m/s，這樣的速度已經(jīng)很大了，如果雨滴的半徑比較大的話，人們必會感到痛．要真是自由落體的話，那還了得嗎?為什么它們的速度差別會這么大？生：說明物體從很高地方下落時，它的空氣阻力是不可忽略的?！驹O計意圖】讓學生感悟自由落體這一理想化模型的實質(zhì)，激發(fā)學生的學習興趣，養(yǎng)成動腦的習慣，生成學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的物理意識。【小練習】

高空墜物的危害已被越來越多的人認識．試估算從三層教室窗臺自由落下的物體落地速度與以下哪個物體的運動速度最接近？（不計空氣阻力,√5=,g=10m/s2）

（B

）

A．獵豹以70km/h速度奔跑

B．汽車以50km/h速度行駛

C．列車以36km/h速度進站

D．高中生百米測試，成績?yōu)?0s師：三樓教室落下物體速度如此大，說明高空墜物危害很大。（演示三張高空墜物危害有關的圖片）師：高空墜物危害很大，我們一定要做一個遵紀守法合法的居民?！驹O計意圖】通過習題及圖片加強學生理解高空墜物危害的意識，對學生進行思想教育?；顒?【講授】小結課堂小結這節(jié)課我們主要學習了自由落體運動，生活中很多的落體運動都可以看成自由落體運動，因此研究它具有非常重要的意義。在今天的探究中我們要學習一種理想化的方法，抓住問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的模型。同時面對信息時代的今天，物理學的知識和探究方法已經(jīng)被廣泛應用，因此同學們要學會想，學會猜，學會問，才能成為新時代的巨人，愿同學們成為新時代的巨人?；顒?【講授】板書設計自由落體運動

一、自由落體運動的概念

物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。二、自由落體運動的性質(zhì)

初速度為0的勻加速直線運動三、自由落體加速度四、自由落體運動的規(guī)律vt=gt

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