2.4《自由落體運動》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊教學(xué)設(shè)計

1、第二章 勻變速直線運動的研究第4節(jié) 自由落體運動安徽省臨泉第一中學(xué) 郭雪鵬一、 教學(xué)內(nèi)容分析自由落體運動是普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）必修課程必修1模塊中“機械運動與物理模型”主題下的內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：通過實驗，認(rèn)識自由落體運動規(guī)律。結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容，認(rèn)識物理實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用。查閱資料，了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法。普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀對這部分內(nèi)容的解讀為：自由落體運動是在沒有空氣阻力時物體的下落運動，自由落體運動是加速度為g的勻加速直線運動。這兩個結(jié)論都需要通過實驗獲得認(rèn)識。學(xué)生應(yīng)該了解伽利略對自由落體運動的貢獻(xiàn)，認(rèn)識物理

2、實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用。自由落體運動是勻變速直線運動的特例，本節(jié)課的教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識解決實際生活中的問題，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題、尋找規(guī)律的能力。本節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課，培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活的應(yīng)用課，也是后面課程知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課。二、 學(xué)情分析學(xué)生剛學(xué)完勻變速直線運動的規(guī)律，需要一次真正的實踐去更深刻的理解勻變速直線運動的規(guī)律，對自由落體運動的研究適應(yīng)這一要求。學(xué)生對于生活中的下落運動非常熟悉，很容易把二者混淆，對自由落體運動產(chǎn)生一些錯誤的認(rèn)識，這種認(rèn)識只是表面上的感性認(rèn)識，需要通過實驗進(jìn)一步理性學(xué)習(xí)。本節(jié)課從人類對自由落體運動的認(rèn)識

3、歷史引入，介紹亞里士多德、伽利略的研究方法，強調(diào)對自由落體運動的理解，讓學(xué)生對自由落體運動有全面清除的認(rèn)識。三、 教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)生觀看牛頓管的演示實驗和月球上自由落體視頻，認(rèn)識到忽略空氣阻力后物體下落快慢想通過，與質(zhì)量無關(guān)。2.學(xué)生理解自由落體運動的含義，知道自由落體運動的條件。3.學(xué)生通過實驗探究理解自由落體運動是加速度不變的勻加速直線運動。4.學(xué)生類比勻變速直線運動，掌握自由落體運動的規(guī)律，能在生活情境中提取自由落體運動的模型，用相關(guān)知識解決實際問題。四、 教學(xué)重難點教學(xué)重點：自由落體運動的性質(zhì)和物理規(guī)律教學(xué)難點：在實際生活情景中建立落體運動模型，運用落體運動規(guī)律解決實際問題。教學(xué)方法：講

4、授法、實驗探究、啟發(fā)式教學(xué)、小組合作五、 教學(xué)過程環(huán)節(jié)情境問題教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入播放高空拋物傷人視頻從高空落下的物體為何具有這么大的破壞力？播放視頻，提出問題。介紹中華人民共和國民法典第一千二百五十四條內(nèi)容。觀看視頻，思考問題。用真實案例引入新課，激發(fā)學(xué)生探究的興趣自由落體運動亞里士多德觀點和伽利略的邏輯推理伽利略的邏輯推理過程是怎樣的？介紹亞里士多德觀點：物體下落快慢與重量有關(guān)，重的物體下落快。動畫演示伽利略的邏輯推理過程閱讀教材45頁內(nèi)容，了解伽利略的邏輯推理過程。讓學(xué)生了解邏輯推理與實驗結(jié)合的物理學(xué)研究方法演示實驗讓一元硬幣和紙片從同一高度下落；將紙片和硬幣從一高度下落；紙

5、片和紙團從同一高度下落。從演示實驗?zāi)艿玫绞裁唇Y(jié)論？重的物體和輕的物體下落快慢相同嗎？演示紙片、紙團和硬幣從同一高度下落。提出猜想：如果沒有空氣阻力，重的物體和輕的物體下落快慢相同。觀察演示實驗現(xiàn)象，思考問題：物體下落時受到空氣阻力影響，無法得出確切的結(jié)論通過實驗讓學(xué)生認(rèn)識到空氣阻力對研究落體運動帶來了困難實驗驗證牛頓管演示實驗；阿姆斯特朗在月球同時釋放羽毛和手錘視頻；NASA真空實驗室羽毛和保齡球自由落下動態(tài)圖片忽略空氣阻力，重的物體和輕的物體下落快慢相同嗎？演示牛頓管實驗，播放視頻。提出問題：沒有空氣阻力時，物體下落快慢和質(zhì)量有關(guān)嗎？認(rèn)真觀察演示實驗和視頻，思考問題，得出結(jié)論：不考慮空氣阻力

6、，所有物體下落快慢相同，與質(zhì)量無關(guān)。通過實驗觀察，澄清學(xué)生關(guān)于落體運動與質(zhì)量有關(guān)的錯誤前概念，形成正確的認(rèn)識歸納總結(jié)自由落體運動的概念自由落體運動是什么樣的運動？如何設(shè)計實驗探究自由落體運動的規(guī)律?？偨Y(jié)自由落體運動含義：無初速度只受重力理想化物理模型設(shè)計實驗時應(yīng)注意哪些問題讓重物的運動近似為自由落體運動？根據(jù)教師講解理解自由落體運動的概念。對自由落體運動的性質(zhì)提出猜想。為忽略空氣阻力，選擇的物體質(zhì)量應(yīng)較大，截面積較小，減小空氣阻力.形成對自由落體運動的正確概念，用實驗探究研究落體運動的規(guī)律分組合作、實驗探究探究自由落體運動的規(guī)律將學(xué)生分成小組，4人一組；介紹實驗裝置和原理，數(shù)據(jù)處理方法。學(xué)生完

7、成實驗后，選小組代表匯報實驗結(jié)果和得出的實驗結(jié)論分組合作，完成探究實驗，繪制落體運動的速度-時間圖像讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程總結(jié)歸納自由落體加速度自由落體加速度是初速度為0的勻加速直線運動。講解自由落體加速度，與緯度有關(guān)，緯度越高，自由落體加速度數(shù)值越大。觀察不同地點自由落體加速度的數(shù)值，猜想原因。寫出自由落體運動的規(guī)律：速度-時間關(guān)系、位移-時間關(guān)系、速度-位移關(guān)系思考與討論自由落體運動的規(guī)律自由落體運動是加速度為g的勻加速直線運動，自由了落體運動有哪些規(guī)律？速度、位移隨時間如何變化？提出問題，寫出自由落體運動的速度-時間關(guān)系、位移時間關(guān)系和速度-位移關(guān)系根據(jù)勻變速直線運動，寫出自由落體運動

8、規(guī)律：v=gtx=gt2v2=2gx將勻變速直線運動應(yīng)用于自由落體運動，發(fā)展學(xué)生遷移應(yīng)用能力例題講解課堂練習(xí)1例題1 從離地面500m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2.求(不計空氣阻力)： (1)落到地面的時間;(2)自開始下落計時,在第1s內(nèi)的位移、最后1s內(nèi)的位移練習(xí)1展示例題1，分析題目情境，示范求解過程。認(rèn)真聆聽教師分析過程，如何繪制示意圖，觀察求解、解答書寫等。求解練習(xí)1將自由落體運動規(guī)律應(yīng)用于具體情境，發(fā)展學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決實際問題的能力課堂小結(jié)布置作業(yè)總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容：1.自由落體運動的含義2.自由落體加速度3.自由落體運動規(guī)律回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容六、 板書設(shè)計§ 2.4 自由落體運動一、 自由落體運動條件：只受重力；無初速度 理想模型二、 自由落體加速度g=9.8m/s2，豎直向下三、自由落體運動感規(guī)律v=gt x= gt2 v2=2gx七、 教學(xué)反思學(xué)生生活經(jīng)?？吹铰潴w運動，例如樹葉下落、球的下落等，這些生活經(jīng)驗對學(xué)生的學(xué)習(xí)有積極作用，也有消極作用，教學(xué)過程要重視對