本章复习与测试第二课时 公开课

《自由落体运动》教学设计

一、

教学课题：《自由落体运动》

二、教学来源：高中物理人教版必修一第二章第五节。

三、教学目标：

１．知识与能力：

（1）认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的原因。

（2）知道自由落体加速度的大小和方向。

（3）初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察概括能力。

（4）掌握自由落体运动的规律，并能够运用自由落体运动的规律进行

简单计算，能够解决一些实际生活中的简单问题。

２．过程与方法：

（1）经历探究影响物体下落快慢因素的过程培养学生抓主要因素，忽略次要因素建设理想模型的思想。

（2）经历探究自由落体运动规律的过程，理解实验在物理研究中的作用。

（3）了解科学伟人的研究工作，认识科学思想和方法。

３．情感态度与价值观：

（1）通过学生亲身体验小游戏，让学生积极参与课堂活动，处于积极求知的过程，以一种愉悦的心情参与课堂教学。

（2）让学生认识到从生活经验得到的认识有些是不正确的，而要采用科学方法来研究问题，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

（3）通过习题，不仅使学生认识见义勇为的事迹而且从现象和理论数据上认识高空坠物的严重性，树立良好的公德意识和安全意识。

四、教学用具：羽毛、牛顿管（课前抽真空）、硬币、纸片、小钢球、直尺

五、学习者分析：

学生通过运动学知识的学习，已经认识了匀变速直线运动的特点和规律，知道运用多种方法判断一个运动是否为匀变速运动。学生已有观察、分析、推理能力，但仍存在观察事物抓不住重点，分析停留在表面，自主探究能力不强，概括、推理能力较差等问题。

六、学习任务分析：

教学问题从生活中来（通过两个游戏，引起学生的兴趣、质疑，引出课题）运用合作学习方式展开讨论（引导学生注意直觉经验和逻辑推理的矛盾，使学生明确下一步要解决的问题）利用分组实验组织学生进行实验探究（引导学生

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与情景对话，学生之间协商，积极主动的建构自己的知识和逻辑思维）探究自由落体运动（对物体情景的分析，实验数据的处理，逐步引导学生探究物理情景之间的物理量的关系）讨论问题，回到生活。（让学生自己明白游戏奥秘）

七、重点、难点分析：

重点：（1）自由落体运动的概念、性质、规律

。 （2）重力加速度。

难点：（1）对物体下落快慢与物体轻重无关的理解。

（2）探究自由落体运动性质的过程。

八、教学活动过程和探讨思考活动设计

１．演示设疑 激发兴趣 引入新课

[游戏一]：

让学生来抓老师设计的二十元钱，并承诺谁抓住，二十元钱就属于谁。（教师设计学生没有人能抓住）

[设 疑]：

你们为什么抓不住设计成这样的二十元钱呢？

说

明

：

你们的反应时间慢了。

[提 问]：

想知道自己的具体反应时间吗？ [游戏二]：

教师拿一跟50cm的塑料尺，请几位同学分别用母指和食指夹

在尺的零刻度线，做捏住它的准备。注意手的任何部位不要碰到尺，当看到老师松手放尺的动作时，学生立即用手指捏，然后老师很快给出他们的反应时间。

[设 疑]：

刚才老师用极其普通的支直尺竟然测出了与之毫不相干的一个

物理量——时间，看来老师手中的这把直尺有着神奇功能。

同学们想拥有这样神奇的“魔尺”吗？

[衔 接]：待我们学习了本节课的内容后，同学们就能轻松解决这些问题，并且将有一位同学荣幸获得这二十元人民币。刚才纸币和直尺的这一类运动我们都叫做落体运动。同学们有没有注意观察生活中的落体运动呢？

（通过精心设计的游戏，有目的地创设一定的疑难问题情景，引起学生思维

的撞击，有助于激发学生的探究意识。）

２．精心实验 启发分析 分散难点

[演示一]：硬币和羽毛在空气中自由下落

[观 察]：在空气中硬币比羽毛下落得快

[设 问]：为什么硬币比羽毛下落得快？

[讨 论]：学生普遍认为是硬币比羽毛重的缘故

[衔 接]：介绍亚里士多德的观点。提问：会不会轻的物体也下落快呢？或者一样快呢？同学们自己设计实验来回答这些问题。

[互 动]：请学生分组设计自己的小实验（重点是纸片揉成纸团再和纸片

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的下落），说明自己的想法。

[衔 接]：重的物体不一定下落的快，当然轻的物体也不一定下落快了。但我们现实生活中的确是物体下落有快有慢呀！那么到底是什么因素在影响物体的下落快慢呢？

[猜 想]：影响物体下落的原因是空气阻力

[衔 接]：同学们想象一下那么在没有空气的环境下物体的下落会是怎样

的一种情景呢？

[演示二]：真空中铁片和羽毛同时下落的实验

[现 象]：铁片和羽毛几乎同时下落（这说明在没有空气阻力的影响下物

体的下落遵循相同的规律）

[演示三]：转动牛顿管抽气嘴的控制阀，使空气进入牛顿管

[观 察]： ( 随着一阵短促的气流声，羽毛被进入管内的空气吹向另一端。)铁片比羽毛下落的快。

[讨 论]:

铁片和羽毛在空气中下落时，都受到空气阻力的作用，由于羽

毛较轻，阻力对它的影响大，所以下落得慢

（从视觉和听觉两方面真切感受到空气的存在，为学生深信是空气妨碍了铁片和羽毛的同时下落，提供了事实。通过两个对比性实验，使学生自己对自己的认知产生激烈的冲突，使学生学习探究的动机由潜伏状态转入活动状态，从而产生强烈的探究意识和浓郁的学习兴趣。）

[结 论]：空气阻力是影响物体下落快慢的原因

[衔 接]: 这两个实验表明：物体下落得快慢跟物体的质量无关。历史

上直到16世纪，意大利物理学家伽利略通过巧妙的推理，才揭示了科学伟人亚里士多德观点的错误，他认为“重物并不比轻物下落得快”。（大屏幕“穿越时空的对话”

，展示比萨斜塔实验。）

我们看到两球同时着地。也就是说不同物体只受重力作用从静止开始下落的运动遵循相同的规律。为了便于表述和研究这种运动的规律，物理学上把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。

（在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动，所以我们常见的自由落体运动是一种理想运动。）

理想模型：

忽略空气阻力的落体运动可以看做是自由落体运动

[衔 接]: 亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人，限

于当时科技发展的水平，他在物理方面的论述今天看来很多是不恰当的，但是在两千多年前他能够通过观察，归纳形成自己的一套理论体系，已经不简

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单了。我们应该正确的评价他在科学发展史上的地位。

３．分析概括 设计实验 得出规律

[观

察]: 小球的自由落体运动，回答以下问题

（1）自由落体运动是直线运动还是曲线运动？————直线运动

（2）自由落体运动是加速运动还是减速运动？————加速运动

（3）自由落体运动的初速度是多少？ ————初速度为零

（4）自由落体运动是匀加速运动还是非匀加速运动？————？

[讨 论]：第（1）（2）（3）问一目了然，第（4）问众说纷纭，自由落

体运动有可能是一种匀加速直线运动。

[猜 想]：自由落体运动是匀加速直线运动。

[证 明]：利用前面学习匀变速直线运动时的研究方法，借助提供的打

点计时器，让学生分组自己设计实验、理论分析、得出结论。

（教师可随时指导有问题的学生，

必要的话还可以提示学生选择利用

⊿S=aT2来验证）

（让学生自己探究设计实验并分析结论，一是培养学生自学的习惯和能力，二是提高学生的动手能力，培养学生科学的研究精神）

[引 导]：教师引导学生处理数据

归纳总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

[衔 接]：播放伽利略的研究过程，让学生体会伽利略在研究自由落

体运动规律时所采用的提出假设、数学推理、实验验证等科学方法，这些科学方法对物理学的发展产生了深刻的影响，揭开了近代物理学的序幕，伽利略因此荣膺“近代物理学之父”的美誉，现在，我们就“站在巨人的肩膀上”自己亲自得出结论。

[推 导]：既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，那么请同学们利用前面匀变速直线运动的规律推导出自由落体运动的规律：（温故知新）

12at

Vt2 =2as

⊿S=aT2

2在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面，即这Vt= at

S= 些初速度为零的匀加速直线运动，在相同的时间里发生了相等的位移，由 S= 12at 可知：它们的加速度必定相同。

2[归 纳]：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，

这个加速度叫做自由落体加速度（或重力加速度g），它的方向和重力方向相同，总是竖直向下，大小g＝9.8米/秒2

，在粗略计算中可取g＝10米/秒2。地球上不同地方g值不同，而且从课本37页给出的重力加速度

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表来看随纬度的增加g值不断变大。因此，自由落体运动的本质是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

[总

结]：

Vt=gt

h=12 gt

Vt2=2gh 2（“提出问题──实验探索──理论分析──得出规律”是解决物理问题的基本方法，持之以恒，能较好地培养学生坚韧不拔的研究精神和实事求是的科学态度）

[衔 接]：这里还有几种研究自由落体运动的几种实验仪器：光电门，

频闪照相机。实验课我们再利用光电门去研究自由落体运动。

（通过对比让学生感受优劣，提升自己）

４．深入理解 体验应用 巩固知识

[应 用]：练习八第４题

[讨 论]：已知楼高h=2.8×14m=39.2m，小孩下落所用时间可 根据：

1gt2

h2t2hg239.2s2.8s9.8至多允许这位青年的反应时间是2.8s-1.3s=1.5s [衔 接]：这个感人的故事不仅仅给我们展现了一位勇士的英勇行

为，让我们练习了自由落体运动的规律。也告诉我们高空坠物是很危险的。

（这一题是以剪报的形式展现了一位救从十五层楼坠下的小孩的故事，最后设计了一个物理问题，要求学生回答。这一集教育性、教学性、探索性于一体的物理习题的出现，大力促进了中学物理与现实生活接轨，对促进学生学以致用有着很强的推动作用，同时也会培养学生的公德意识、安全意识。）

[小

结]：

知识小结：

自由落体运定义和条件

性质规律

方法小结：

“设定情景，提出问题”——“分析问题，提问假设”——“设计实验，验证假设”——“分析结论，得出结果”

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[互 动]：（1）现在请同学们讨论课前为什么得不到那二十元钱？

现在用本节课所学知识设计抓走这二十元钱的方案并说明理由。

（2）谁能说出“魔尺”的秘密？大家下去自己制作“魔尺”去测量一下不同人群的反应时间，并根据自己的研究结果写一篇小论文。

（用本节课所学到的物理知识，及时分析、解决上课时提出的问题，消除导入新课时设置的悬念，能使学生在知识的应用中体验到解决问题、消除悬念的乐趣，从而提高学习物理知识的兴趣）

板书设计

§2.8自由落体运动

一、探索发现：

物体的下落快慢与轻重无关

原因：空气阻力

二、概念

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。

（一般情况为理想模型）

三、规律

假设：Vat

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推理：sat 222sa2as t

vt

实验：打点计时器 自由落体仪 频闪照相

性质：初速度为零的匀

加速直线运动。

自由落体加速度：

1.方向竖直向下，不同地方重力加速度不同。

2

2．常取g9.8

m/s2或g10

m/s2

（粗略计算中）

自由落体运动的基本公式

vtv0atvgt

1xv0tat2212hgt

22vt2v02axv22gh

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