学生实验优秀教学设计

2.5 自由落体运动教学设计

【教材分析】

落体运动是一种常见的运动，伽利略对自由落体运动的研究意义重大。本节课通过探究实验、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规律有具体的认识。

【学情分析】

1、学生基础：作为高一学生，他们有积极、主动探究的意识；但探究能力和实验、计算能力尚待提高；本节课仍需要教师适当方式进行引导与点拨。

2、知识基础：学生已经初步掌握了匀变速直线运动的规律，并已经学习了用点计时器研究匀速直线运动和匀变速直线运动；对“影响物体下落快慢的因素”已有一些感性认识。

【教学目标】

1、知识与技能

（1）理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念。 (2)掌握自由落体运动的规律，能用规律解决较简单的实际问题。

(3)能用打点计时器得到自由落体运动的运动轨迹并能自主进行分析，获得结论。

2、过程与方法

（1）通过观察和实验来探究自由落体运动的规律。

(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、情感态度价值观

（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。培养学生的团结合作精神和协作意识。

(2)渗透物理思想和物理科学研究方法的教育。

(3)让学生体会科学探究的艰辛，培养执着追求真理的精神品质。

【设计思想】

本节课以“创设情景 提出探究任务 集体讨论探究方案 自主探究 讨论交流

、归纳探究成果”的探究模式开展教学活动。

【教学过程】

一、情景导课

1.教师活动：创设情景（展示PPT1画面）。提出问题;观察苹果下落的频闪照片，你发现了什么？（运动轨迹是直是曲？速度如何变化？苹果为什么会竖直下落？）

2.学生活动：观察图片、思考问题、讨论交流，

3.

预设的探究成果:

学生自主获得：苹果的运动轨迹是直线，速度越来越快（是加速直线运动），苹果会竖直下落是因为重力的作用。

4.设计意图：培养学生善于观察，注意从身边现象探索物理规律，注重将物理知识与生活实践相联系的兴趣与能力。

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二、自由落体运动

1、探究任务1：什么因素影响物体下落的快慢呢？

教师活动：演示重的荧光笔和轻薄纸片从同一高度下落

实验，提出问题：什么因素影响物体下落的快慢呢？ 学生活动：观察现象并提出猜想: 影响物体下落的快慢的各种可能因素（预设猜想

①与重力有关；②与空气阻力有关等）。

教师活动：追问;如何验证你的猜想？

学生活动：

根据身边的器材设计并实施实验来验证自己的猜想(如比较相同质量的纸团和纸片的；笔和石子等从同一高度静止下落的情况), 预设目标

：得到影响物体下落的快慢可能是空气阻力。

教师活动：提出探究任务，无空气影响时，物体下落的快慢？并演示牛顿管实验：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；通过抽气泵抽去玻璃管中的空气，再来看它们的下落情况。

学生活动：观察实验现象，进一步明确空气阻力对物体下落运动的影响。

预设的探究结论：获得物体下落的快慢与重力无关，受空气阻力影响，如果没有空气阻力，轻的，重的物体将同时下落。

设计意图： 培养学生学习兴趣，使学生能主动、积极参与到学习活动中，培养学生观察实验、思考问题的习惯，让学生更直观地观察实验现象，便于得出结论

。 2、自由落体的定义：

教师活动:提出学生的学习任务（1）寻找牛顿管中羽毛和金属片下落运动所满足的条件（提示从①受什么力，②初始状态等方面分析），进而抽象出自由落体的定义。

学生活动：从受力分析和初始状态确定两方面分析、讨论。

预设的探究目标：牛顿管中羽毛和金属片下落运动所满足的条件是仅受重力，初速度为零。自主获得：物体只受重力，初速度为零的运动叫自由落体运动。

设计意图：锻炼学生分析具体实验现象寻找规律的能力及概括能力。

三、自由落体运动的性质

实验探究2：自由落体运动是什么样的一种运动？（是匀变速直线运动吗？）

（1）

实验设计：

教师活动:

我们可用什么器材、怎样设计实验进行探究自由落体运动的特点？ 学生活动：（四人小组讨论与交流）回顾研究匀变速直线运动的方法。提出探究自由落体运动性质的实验方案与器材. 预设的讨论方案：

甲方案.用打点记时器

；乙方案.频闪照相等

（2）讨论判断依据：

教师活动:可根据什么判定自由落体运动的性质

？

（说出你判定所用的的方法） 学生活动：（四人小组讨论与全班交流）

预设的讨论方案：使用打点计时器，打出纸带，分析数据，根据匀变速运动的判别式，或V-T图像等。

设计意图:锻炼学生自主设计实验方案的能力。

（2）

实验探究: 学生活动：两人小组协作进行实验，并根据所获得的纸带进行深入的探究。

教师活动: 学生实验过程中教师在各个小组间巡视，指导学生按要求安装实验器材，对出现的问题及时引导。

预设的探究成果:

自由落体运动是初速度为零匀加速直线运动 (实验一定会存在误差，在误差范围内得到结论即可) 设计意图：提高学生的动手实验能力、合作能力，也让学生通过自己动手获得自由落

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体的运动性质。 让学生体会到自主获取学习成果的快乐。

四、自由落体加速度——重力加速度（g）

教师活动:请同学们深入分析实验数据，求出物体做自由落体运动加速度的大小？

学生活动：（两人小组）处理数据，求自由落体运动的加速度。

预设的探究成果:获得 a= 9.8 m/s2

(允许误差的存在) 教师活动：引导学生发现并总结自由落体加速度，即重力加速度（g）的特点： 学生活动：从加速度的大小方向产生原因等方面分析重力加速度（g）的特点

预设的探究成果：学生通过自主探究获得几下结论

① 方向：竖直向下

； ②大小：通常取g=9．8m/s2，粗略取g=10m/s2 ； ③随纬度的增加而增大 ； ④随高度的增加而减少。

设计意图：学生通过自己动手测出自由落体加速度，加深对加速度的理解。

五、推导自由落体运动的规律

学生活动：回忆复匀变速直线运动的规律，完成下列表格

匀变速直线运动的规律

自由落体运动的规律 （V0 = ？， g = ？）

速度公式

位移公式

速度位移公式

预设的探究成果如下

匀变速直线运动的规律

自由落体运动的规律 （V0 = 0， g =9．8m/s2 ）

速度公式

位移公式

速度位移公式

设计意图：引导学生由匀变速直线运动的规律导出自由落体运动的规律，温故而知新，体验并应用知识规律的迁移。

六、问题探究

探究活动1：

教师活动 :情景展示（PPT）某校教学楼，共有六层。设定问题

问题1：如果从六楼释放一个小球，请你估算：从开始运动起，它在前2s内下落的位移，2S末的速度分别是多少？

（小球2S末未落地）

问题2：如何测量它的高度？

问题3：考虑实际因素影响，实验测定的高度与实际高度间会存在怎样的差异？

学生活动：根据本节课探究的关于自由落体运动的规律，分析并解决实际问题。

预设目标：学生能较顺利地解决此问题。

设计意图：让学生运用刚学的知识解决实际问题，及时巩固知识。

探究活动2：测反应时间

教师活动 : 同学们利用刻度尺测定自己的反应时间。研究人的反应时间与哪些因素有关，将你的研究过程和结果在班上交流。

学生活动：（两人小组活动）自己动手测自己的反应位移，计算反应时间，相互协作与交流。

预设目标：会根据自由落体运动的位移时间公式计算反应时间，并能讨论影响人反应时间的有关因素。

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设计意图：让学生能学以致用，并能体验物理就在身边，激发学生对物理更浓厚的学习兴趣。

七．板书设计

§2.5 自由落体运动

（一）自由落体运动

1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

2．条件：(1)只受重力作用。

(2)从静止开始下落。

（二）性质：初速度为零的匀加速直线运动。

（三）自由落体加速度

1．方向：竖直向下

2．大小：通常取g=9．8m/s2，粗略取g=10m/s2

相关因素：（1）随纬度的增加而增大。

（2）随高度的增加而减少。

（四）自由落体运动规律

1vgt;hgt2;v22gh2

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