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1、自由落体运动教学设计一、教材分析 自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动，课本把该运动作为，的匀加速直线运动的特例来处理，这样，便于学生形成知识结构，避免死记公式，达到培养能力的目的。该节教学的重点和关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度。为了消除日常生活经验的影响，要做好演示实验，使学生明确认识，对“如果物体只受重力，不同物体的加速度相同”有深刻的认识。课后的练习是理论联系实际的一个题目，可以对学生进行思想道德教育。“阅读材料”学生一定要阅读，可以激发学生刻苦勤奋学习的劲头，也是对学生进行科学研究方法的渗透的很好的途径。二、学情分析1.学
2、生对落体运动有一定的认识：日常生活中的经验告诉他们，重的物体下落得快；伽利略的两个铁球同时落地的实验有告诉他们，物体下落的快慢与物体的轻重无关。所以学生对落体运动的认识还处在一个矛盾之中，而这节课刚好可以解决这个问题，学生求知的欲望和学习的积极性很高。2.通过前面几节内容的学习，学生对匀加速直线运动有了一定的认识，可以运用匀变速直线运动的规律解决一些实际问题。同时也为这节内容的学习做了一定的铺垫，因此学习这节课，理论上的基础已经解决了。三、教学设计思路教学流程如图所示:问题：物体的下落到底是什么运动呢？打破：重的物体下落得快的观点树立：物体的下落与物体的轻重无关的观点总结：师生共同交流总结研究
3、：得出物体下落的特点猜想：物体的下落是不是匀加速直线运动呢？实际应用：测量学生的反应时间四、教学目标1.知识目标（1）知道物体在只受重力时，物体下落的快慢与物体的重力无关，了解历史上科学家是如何推导和验证这一观点的。（2）理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。（3）知道什么是自由落体的加速度，知道到它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。（4）掌握自由落体运动的规律。2.能力目标（1）学生通过参与发现问题，提出假设，设计实验方案，分析数据、交流讨论等探究活动来探究自由落体运动的规律，培养学生的观察能力、实验能力、分析能力、逻辑推理能力和创新能力。（2）综合运用
4、已学知识来探究新问题的能力。（3）利用计算机信息技术与物理实验的结合来进行探究的能力。（4）进行科学态度和科学方法的教育，了解研究自然规律的科学方法，培养获取知识的能力。3.情感、态度和价值观（1）通过对自由落体运动特点的探究，渗透科学研究的基本方法和思路。（2）通过小组探究活动，培养学生的交流与协作意识。让学生在探究活动中体会科学探索的艰辛，培养学生不怕困难和失败的顽强意识。（3）通过对实验误差的分析和处理，以及对自己设计的实验方案，培养学生尊重事实，事实求是的科学态度。（4）通过课后的习题，向学生进行思想德育教育，弘扬乐于助人的社会风气。五、教学重、难点1.如何得出自由落体运动是初速度为零
5、的匀加速直线运动。从发现问题，提出假设，设计实验，分析实验结果得出结论，让学生在探究活动中体会科学研究的过程和方法。2.如何得出自由落体运动的规律。综合运用已经学过的知识来解决实际问题，从匀变速直线运动的规律得出自由落体运动的规律。六、课前准备演示实验准备：1.相同的两张纸片以不同的方式下落，下落有先后；2.牛顿管演示真空和有空气情况下，金属片和羽毛的下落情况；3.打点计时器仪器，记录重锤下落的轨迹；4.和学生一起做抓书签的游戏，估计反应时间。学生实验准备每位学生发两张白纸，一条打好的纸带（用来计算自由落体加速度）教学课件准备用Powerpoint制作的课件，展示黑板上无法显示的图片和文字，辅
6、助教学的顺利开展。七、教学过程课题引入教师启发学生注意观察思考：你们看见过落体运动吗？你们仔细观察过落体运动吗？演示：从同一高度同时释放石头和纸团，再释放练习本和纸片。观察现象。公元前4世纪，希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。提出疑问是不是重的物体一定比轻的物体下落得快？学生分组设计实验学生利用桌上的两张相同的纸片分组进行实验探索，探究物体下落的快慢与物体轻重的关系。然后请学生演示（不同方案），并说明实验现象，得出结论：重的物体不一定下落得快。在此过程中，尽可能多的让学生来说、做、总结，鼓励学生大胆地说出自己的想法，老师只是作为引导者。教师归纳总结对
7、学生所说的进行总结，并介绍历史上的科学家对这个现象的解释。介绍意大利物理学家伽利略的推理：伽利略有一个很巧妙的推理，如果“物体越重下落得越快”是正确的，那么大石头要比小石头下落得快。把两块石头用绳拴在一起下落，大的就会被小的拖着减慢，整体比大的单独下落要慢。可是，两块石头加起来比那块大的还重，由此得出的结论是：重的物体下落得反而慢。而得出这个结论的前提是重的物体下落得快，亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。得出结论：物体下落的快慢不是由物体的轻重决定的。提出疑问进一步思考：如果没有空气阻力的影响，物体下落的情况是什么样子呢？教师演示教师演示牛顿管的实验：（1）筒内没有空气时，金属片和羽毛下落
8、的快慢相同。（2）筒内有空气后，金属片和羽毛下落的快慢就不同了。在此过程中，教师可以向学生介绍抽气机和牛顿管的结构，学生应该怎样去观察实验现象。可以在不同的地方多演示几次，尽可能多的让学生看清楚。给出定义自由落体运动的定义：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。如果空气阻力的影响很小，物体的下落也可以近似看作是自由落体运动。对落体运动的正确认识：不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。探究自由落体运动的特点初步观察重锤做自由落体运动，可以知道：自由落体运动是加速直线运动，而且初速度为零。提出问题：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动吗？让学生分组讨论：
9、如何去证明自由落体运动是匀加速直线运动。让学生来说自己的方案，让其他组的学生来评判是否可行，老师做最后的裁判。老师引导学生根据现有的实验器材进行分组实验，测出实验数据，并进行计算，验证。在实验操作中，教师应介绍实验仪器及强调实验注意事项。指导学生回顾初速度为零的匀加速直线运动的规律：连续相等时间内的位移差是定值，s=at2。教师通过用打点计时器研究纸带对自由落体运动进行研究，让学生自己分析纸带，通过实验研究得出：自由落体运动也符合初速度为零的匀加速直线运动的规律，连续相等时间内的位移差是定值，s=at2。得出结论由此可以证明，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。介绍自由落体加速度在同一地
10、点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。重力加速度g的方向总是竖直向下的，它的大小可以用实验的方法测定。利用前面用到的纸带测出当地的重力加速度。指导学生看课本第37页的表格，请学生说说获取到的信息。（1）不同的地方，重力加速度的值不同；（2）随纬度的升高，重力加速度的值是增加的。在两极，重力加速度最大；在赤道，重力加速度最小；（3）各地的重力加速度的值都在9.8m/s2 左右。国际上取北纬45海平面上的重力加速度值作为标准值，g=9.80665 m/s2。通常的计算中，可以把g取作9.8m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作10
11、m/s2。练习巩固荆州中学教学楼有五层，从楼顶释放一个铅球，请你估算：从开始运动起，它在1s内、2s内、3s内下落的位移分别是多少？（g=10m/s2）通过这道例题，教师指导学生联系实际，建立自由落体运动的图景。学生在做这道题时，可能会不考虑实际情况，只是用公式去解，让学生来评判答案的正确与否，给出合理的解释。实际应用师生合作做一个小游戏。教师出示小书签，用两个手指捏住书签顶端，让一个学生伸出两个手指在书签的下端做好捏住书签的准备，但手指不能碰到书签。当看到教师放开手时，学生立即去捏书签。这个小游戏可以激发学生学习的热情，知道学习的理论知识并不是只是用来做题的，也可以很好来解决一些实际问题，增
12、强理论结合实际，也有助于学生对所学知识的理解。测自己的反应时间这个小游戏能检验人反应的灵敏程度。人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。利用自由落体运动的知识，自己设计小实验测定反应时间，学生分组做实验测定反应时间。在实验中，让学生自己来设定实验过程、注意事项、数据处理以及实验结论的得出，教师可以让学生到讲台上来讲，并对学生给出的方案进行评价，提出注意事项，然后让学生自己当场来做。教师引导学生思考：如何制成一把直接测量反应时间的“尺子”？可以直接读出自己的反应时间。 八、作业设计1.研究：跟踪检测自己的反应时间；检测不同人群（性别、年龄、职业等）的反应时间；研究反应时间跟哪些因素有关？
13、等等。2.阅读课本后面的阅读材料，让学生了解科学家进行科学研究的方法，及科学家进行科学研究的艰难和勤奋。3.用练习本做课后习题： 练习八 1、2、3、4九、教学设计的形成性评价本节课在教学过程的设计上，充分注重学生的动手实践，真正做到能让学生动手的就让学生动手，能让学生说的就让学生说。引导学生在课堂实验中逐步的解决问题，完成新课的教学任务，并能让学生了解到科学的研究过程和思路。在新课的教学过程中，学生对之前学习的直线运动规律要有很深的认识，并能很熟练的运用，这也是本节课在理论上的一个难点。在实验研究的过程中，让学生尽可能的参与到实验中来，用他们自己的手，眼睛，嘴巴来做，看，说。这也是物理这门学科的精髓所在。在后面的学生实验，测自己的反应时间中，可以现场用学生所学的知识和方法来解决实际问题，从而加深学生对科学研究方法的印象。
