1、 自由落体运动自由落体运动教学设计教学设计 一、教学设计首页一、教学设计首页 授课年级：高职一年级 专业：建筑工程技术 学生数：45 人 使用教材：物理（机械建筑类） 授课类型：讲授 授课时间：45 分钟 一、教材内容分析 自由落体运动是高教版物理（机械建筑类）第二章运动和力第 2 节的内容。本节内容是在学 生学习了匀变速直线运动的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究一 方面是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系。另一方面通过实验培养学生 的观察、分析、探究的科学研究方法，为学生的终身发展打下了良好的基础。因此本节课是本章知识 的复习课，培养学生思
2、维的研究课，联系生活的应用课，也是后面较复杂知识的垫底课。所以本节课 在本章中具有承上启下的重要地位。 二、教学重难点 （一）教学重点：自由落体运动的概念，运动性质和规律 （二）教学难点：1对物体下落快慢与轻重无关的理解； 2探究自由落体运动性质和规律的过程。 （三）教学关键点：自由落体运动性质和规律的探究过程。 三、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观） （一）知识与技能 知道物体做自由落体运动的条件。 2掌握自由落体运动的特点和规律。 （二）过程与方法 1通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让 学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法
3、和手段。 2通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综合的能力。 3通过实验探究自由落体运动加速度的大小，体会实验在发现自然规律中的作用。 （三）情感态度与价值观 1使学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。 2通过实验探究，使学生形成实事求是的科学态度。 四、学生特征分析 在前面的教学中，学生已经初步掌握了匀变速直线运动的规律，并利用电磁打点计时器研究过匀速 直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能 力和实验设计能力。因此在学习过程中，要让学生主动参与，设计实验，注重搜集和处理信息。 采用：提取旧知识积极思维实验探索
4、构建新知巩固深化的学法。 五、教学设计思想 设计思想： 、 先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动； 、 通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻 力会怎样； 、 用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动； 、 了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件； 、 利用对频闪照片的数据进行处理研究，总结自由落体运动特点及重力加速度； 、 分析出自由落体运动是匀变速直线运动的特例，推到出自由落体运动的规律； 、 应用训练。 六、教学环境及资源准备 多媒体课件、多媒体设备 演示实验：几张书签、粉笔和薄纸片、二大一小三张纸片
5、、石头、羽毛、牛顿管、真空泵、长刻 度尺等。 七、教学反思 重视实验，整节课以实验探究和实验验证为主，通过实验让教学目标落到实处。最后通过测教学 楼的高度和“反应时间”活学活用，强化对自由落体运动规律的应用，且将生活实例和物理理论紧密 联系，培养学生生活化的物理情感。 不足之处：学生分析、提炼、总结问题的能力不足。 策略调整：注意提高要求，多引导、多培养，加强能力的锻炼。 二、教学设计二、教学设计 教学环节与教学环节与时时 间安排间安排 具体教学目标具体教学目标 教师活动教师活动 学生活动学生活动 温故知新温故知新 复习匀变速直线 运动的规律及几 个推论 （3 分钟） 导入新知导入新知 小游戏
6、导入 （2 分钟） 1复习前次课的内容，为 本节课的内容作好铺垫。 2利用游戏导入，激发学 生的学习兴趣，进入主题。 展示 PPT，带动学生一起回顾上 节课的内容。 游戏导入：小小书签你抓得着 吗？ 马上试一下吧，想弄清道理在哪 吗？ 图片展示：雨滴的下落、苹果下 落 引入主题：落体运动。 1、仔细思考， 举手回答。 2、积极参与游 戏，投入学习 内容。 探索新知探索新知 一、自由落体运 动的概念 （12 分钟） （1）概念 （2）条件 利用实验探究，设置问题情 境，启发学生思维，进入主 题。利用观察得到相反的结 论，启发学生思考，让学生 猜测影响物体快慢的原因 不是质量，而是空气阻力； 从而
7、引入探究二证明学生 的猜测，从而引入自由落体 运动的概念和条件 探究一：物体下落的快慢相同吗？ 演示实验：教师两手分别拿粉笔和纸 片，从相同的高度释放两物体，提出 问题：粉笔和纸片谁先落地呢？ 学生探究实验：半张纸与一张纸呢？ 团成团后会怎么样？这说明什么问题 呢？是什么因素决定了物体下落的快 慢呢？ 探究二：牛顿管实验 学生猜测是空气阻力的影响，那么如 果在一个没有空气的环境里，物体下 落的情形会是怎么样啊？ 有空气阻力的情况下；抽成真空的情 况下 1认真观察， 仔细思考，回 答问题。 2认真听讲， 做好记录。 3学生观察实 验现象，得出 结论。 二、自由落体运 动的性质： （10 分钟）
8、1性质 2 其加速度为重 力加速度 启发学生思考，自由落体是 怎样的一种运动呢，其运动 性质是什么呢？ 通过 PPT 展示模拟自由落体运动，引 入频闪照片，引导学生通过对频闪照 片的数据处理得出：自由落体是初速 度为零的匀加速直线运动；并且计算 出其加速度为 9.72,进而引入不同地 区的 g， 对 g 的大小、方向及影响因 素进行阐述。 对自由落体运 动性质进行猜 测与验证，得 出结论。 三、自由落体运 动的规律 （3 分钟） 1 自由落体运动 是匀加速直线运 动的一个特例， 其 初 速 度 为 零 的，其加速度为 重力加速度。 利用自由落体运动性质推 导出运动规律 利用自由落体运动是匀加速
9、直线运动 的一个特例，其初速度为零的，其加 速度为 g 引导学生推导出自由落体运动的规律 回忆旧知并通 过推导，自己 得出规律，印 象深刻。 巩固新知巩固新知： （12 分钟） 自由落体运动的 规律的应用 1 讲解书上例题 2练一练 3 反应时间的测 定 通过对书本上例题的讲解 分析，使学生学会对自由落 体运动规律的应用，并通过 练一练环节回扣前面的小 游戏环节，也为后面反应时 间的测定作好铺垫。 1通过 PPT 出示书本例题，启发学生 利用自由落体的条件判断和规律解 题。 2 通过教师的讲解分析要求学生练一 练，进一步巩固新学的知识。 对人的反应时间的测定突出对自由落 体运动规律的实际应用，
10、激发学生的 学习动力。 1认真观看 PPT ， 分 析 思 考。 2认真听讲， 与老师配合完 成任务。 3做好随堂笔 记。 总结评价总结评价 （2 分钟） 自由落体运动 总结回顾本节课的知识重 点 总结本节课的重点： 1定义：物体只在重力作用下从静止 开始下落的运动 2运动性质：初速度为零的匀加速直 线。 3运动规律，与板书呼应。 跟随教师一起 回顾知识本节 课的知识点。 布置作业布置作业 （1 分钟） 作业一：学生工作页 作业二： 1测教学楼的高度 2制作“反应时间尺” 作业一：要求学生课后完成学生工作 页的内容。 作业二：通过测教学楼的高度 和制作“反应时间尺”活学活用，体 现了与建工专业
11、知识的结合与应用。 认真记录，完 成作业 三、主要教学内容三、主要教学内容 自由落体运动自由落体运动 一、一、温故知新温故知新 复习提问：复习提问： 1匀变速直线运动规律 Vt=V0+at S=V0 t + 2 1 a t 2 Vt2= V 0 2+2aS 2.初速度为零的匀变速直线运动规律: Vt=at S= 2 1 a t 2 Vt2=2aS 3.初速度为零的匀变速直线运动的几个推论 （1） 1S 内、2S 内、3S 内-位移之比: 1:4:9 （2）第 1S 内,第 2S 内,第 3S 内-位移之比: 1:3:5 （3）在连续相等时间间隔（T）内位移之差等于一个恒量: S=aT2 二、二
12、、导入导入新知新知 小游戏：小小书签你抓得着吗？ 马上试一下吧 想弄清道理在哪吗？ 请认真学习本课 这个游戏反应的是有关下落的问题，那么影响物体下落快慢的因素有哪些？ 三、三、探索新知探索新知 探究实验 1：粉笔和纸片，由同一高度同时下落 探究实验 2：大纸片和小纸片，且小纸片揉成团，由同一高度同时下落 学生通过实验观察进而对原有的观念产生质疑，同时引入物理史实：亚里士多德的物体越重下落 越快的错误观念和伽利略意大利比萨斜塔的实验史实。 猜想：下落快慢不同可能是由于空气阻力的影响 问题导学：若没有空气阻力的影响，物体仅受重力作用时，轻重不同的物体下落快慢如何？ 教师演示：牛顿管实验 将羽毛和金
13、属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽 毛下落得慢。将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和 羽毛下落的快慢相同。 演示：管内空气近似抽空时，轻重物体下落的快慢？ 演示：管内充满空气时，轻重物体下落的快慢？ 学生通过对比观察证实猜想：真空时不同物体下落快慢相同， 下落快慢不同是由于空气阻力的影响。 接着播放美国宇航员大卫 斯科特的月球实验，进一步证明，使课堂气氛达到高潮。 （一）引入自由落体运动的概念 物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。 条件：a初速度为零 B只受重力 （说明“自由落体运动”是理想化模型
14、，实际生活中在重力比阻力大得多的情况下，可以忽略阻力的 影响。使学生了解突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。 ） （二）自由落体运动的性质 自由落体运动是一种什么样的运动？ 学生通过对落体运动的观察，引导学生首先轨迹是直线，并且是加速的。学生猜想： “自由落体运 动”可能是匀加速直线运动。 问题导学：怎么证明你的猜想？ 学生：根据实验 问题导学：自由下落很快，怎样抓住它运动的轨迹？ 验证：自由落体运动的频闪相片 学生进行分组讨论，设计验证方案。 学生对数据进行处理和分析 教师引导：假设自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，则可以用哪些方法证明呢？ 学生回答： A连续相等时间的位移差 S=
15、 2 1 at 2 B初速度为零的匀加速直线运动从零时刻起，在连续相等时间内的位移之比等于（S1S2 S3=135） C初速度为零的匀加速直线运动从零时刻起，在 ts 内、2ts 内、3ts 内的位移之比等于（S gtvt SS=149） D位移与时间关系 S= 2 1 at 2，建立 S- t2图象，看位移与时间成正比关系。 E根据一段时间的平均速度等于这段时间中点的瞬时速度，计算各点速度大小，再由 V=at,看速 度与时间是否是正比的关系 同学根据刚才提出的方案，判断自由落体运动是否是初速度为零的匀加速直线运动。经数据验证， 假设成立。此时要充分发挥学生学习自主性、积极性，让学生自己讨论、
16、分析得出结论，使学生真正 成为课堂的主题。掀起课堂气氛的第二个高潮。 既然是自由落体运动是否是初速度为零的匀加速直线运动。那么它的加速度应该是恒定不变的。 问题导学：重锤和木块自由下落时的加速度是否相同？ 教师引导学生:由牛顿管实验所知的，不同物体在仅受重力作用时的下落快慢相同，既而得出不同 物体下落时具有相同的重力加速度 g 让学生阅读书中“自由落体加速度”部分，得出： 1在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同；方向：竖直向下。 2地球上不同地方，重力加速度不同，从赤道到两极，重力加速度逐渐增大，一般 g 取 9.8 2 / sm 或 10 2 / sm。 3 （教师引导学生:由牛顿管实
17、验所知的，不同物体在仅受重力作用时的下落快慢相同，既而得出 不同物体下落时具有相同的重力加速度 g） （三）自由落体运动的规律？ 问题导学：根据匀加速直线运动的规律推导出“自由落体运动”的规律？ 学生推导：匀变速运动规律 自由落体运动规律 Vt=V0+at Vt=at S=V0t + 2 1 a t 2 h= 2 1gt2 Vt 2= V 0 2+2aS Vt2=2gh 四四、巩固新知、巩固新知 例题：一个小石块从静止开始落下，经过 2s 后到达地，它在第 2 秒末的速度和 2s 内下落的高度各 是多少？ 解：小石块下落可以看做是自由落体运动，由自由落体运动规律： sm ssm /6 .19
18、)2(/8 . 9 2 1 22 gtvt2 2 1 gth m ssm 6 .19 )2(/8 . 9 2 1 22 练一练：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为 10 cm，那么这位同学的反应时间是多少？ 解：由自由落体规律： 可得反应时间 回扣小游戏： 大家思考一下为什么刚刚某同学没有抓住书签呢？ 因为书签下落时间小于他的反应时间。如果书签再长一点的话，他就可以抓住啦。 （小实验）请大家利用我们班级的米尺，课后互测一下反应时间 五五、总、总结结评价评价 主要内容：自由落体运动的概念及条件 自由落体运动的性质 自由落体运动的规律及应用。 六六、作业布置：作业布置： 作业一 ：学生工作页
19、 作业二 ：1.测量教学楼的高度 2.制作“反应时间尺” 附：附：板书设计板书设计 自由落体运动自由落体运动 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:只受重力,初速度为零( 二、运动性质：初速度为零的匀加速直线运动（a=g） 大小：通常 g=9.8m/s 2或 g=10m/s2 方向：竖直向下 三、运动规律 g 值 gtvt 2 2 1 gth ghvt2 2 2 2 1 gth s 0.14= 2 g h t 自由落体运动自由落体运动学生工作页学生工作页 班级：_学号：_ 姓名：_ 学习目的：1.知道自由落体的产生条件 2.理解自由落体的性质 3.掌握
20、自由落体运动的规律 学习重点：自由落体运动的规律及应用 学习难点：自由落体的性质 复习回顾： 1.匀变速直线运动的规律: 2.初速度为零的匀变速直线运动规律: 3.初速度为零的匀变速直线运动的几个推论 （1） 1S 内、2S 内、3S 内-位移之比: （2）第 1S 内,第 2S 内,第 3S 内-位移之比: （3）在连续相等时间间隔（T）内位移之差等于一个恒量: 预习方案： 内容一：自由落体运动的内容一：自由落体运动的概念概念及条件及条件 a. 什么是落体运动？试举例说明 b. 小实验：粉笔和纸片从相同的高度下落，谁下落得快? 现象: 结论: c. 小实验：半张纸团成的纸团与一张纸呢？ 现象
21、: 结论: 思考：结论一致吗？为什么？分析一下原因。 d. 自由落体运动的概念及产生条件是什么？ 概念： 产生条件： 内容二：自由落体运动的性质内容二：自由落体运动的性质 a. 自由落体运动的特点：物体仅受重力作用；初速度 v0=_，加速度 a=_，即初速度为零的匀 加速直线运动。 b. 重力加速度值 重力加速度的方向是 ，在地球上不同的地方，g 的大小是 的，从书上的表格中可 以得出，随着纬度的增加，重力加速度值 （填：增加或减小） ，随着高度的增加，重力加速度 值 （填：增加或减小） 。赤道附近的重力加速度 ，北极附近的重力加速度 ， 通常情况下 g 取 或 。 内容三内容三: : 自由落体运动的规律自由落体运动的规律 自由落体运动是匀变速直线运动在 v0=0、 a=g 时的一个特例,因此其运动规律可由匀变速直线运动的 一般规律来推导。 速度公式：vt= 位移公式 S= 速度与位移公式 vt 2= 写出以上公式的推导公式： 巩固练习巩固练习 1：某物体从高空自由落下，第 3 秒末的速度是多少？第 3s 内的位移是多少？ 2:从离地 500m 的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，g=10ms 2 求：（1）经过多少时间落到地面，（2）落地时的速度是多少？
