司南版高中物理必修1教案設計

1、司南版高中物理必修 1 教案設計 3.3 自由落體運動本節(jié)教學案例設計人：福州三中 林杰一、教學內容分析1、內容與位置本節(jié)為一般高中物理課程標準共同必修模塊“ 物理 描述” 中所涉及到的內容；內容標準中這節(jié)有關的條目是：1” 中第一個二級主題“ 運動的（1）通過史實,初步明白近代實驗科學產生的背景,熟悉試驗對物理學進展的推動作用；（2）經受勻變速直線運動的試驗過程,懂得位移、 速度和加速度, 明白勻變速直線運動的規(guī)律,作用；本節(jié)教學內容要表達試驗在熟悉自由落體規(guī)律中的作用,體的爭論,體會科學爭論方法對物理學進展的作用；體會試驗在發(fā)覺自然規(guī)律中的 并通過介紹伽利略對自由落物體的下落運動是日常生活

2、中最為常見的現(xiàn)象,同學對物體的下落運動已有自己的認 識,這可以成為教學的起點,通過試驗和科學的辨析,熟悉自由落體運動的規(guī)律；自由落體 運動是勻變速直線運動的一個重要實例,通過自由落體直線運動規(guī)律的爭論,加深對勻變速“ 提出假設數學推 直線運動規(guī)律的懂得；另外, 在學習過程中要讓同學逐步體會伽利略的 理試驗驗證合理外推”的爭論方法, 伽利略對自由落體的爭論開創(chuàng)了科學的試驗方 法,促進了物理學的進展 , 為人類熟悉自然供應了一種重要的爭論方法 . 因此,伽利略對自由 落體的爭論是方法訓練和情感訓練的好素材,教學過程仍應讓同學感受科學家的探究精神；2、教學目標（1）用抱負化的方法比較重力與空氣阻力的

3、大小,識別自由落體運動；（2）通過試驗探究熟悉自由落體運動特點和規(guī)律,體驗物體下落的快慢,明白生活中 物體的下落運動；（3）體會伽利略爭論自由落體運動的科學思維方法,學習科學家的探究精神；（4）體會試驗在物理問題爭論中的作用；3、重點、難點探究自由落體運動規(guī)律的過程,體會伽利略的科學推理方法是本節(jié)教學的重點；重力加速度的測量是本節(jié)教學的難點；二、案例設計（一）新課的引入 師：請同學們從生活體會動身對物體下落快慢情形提出自己的看法,并舉例說明；說明：讓同學展現(xiàn)對物體下落已有的體會熟悉,并引導同學留意觀看身邊物理現(xiàn)象,體會到物理學問就在我們身邊,感悟物理規(guī)律爭論的價值；猜測：同學對物體下落的熟悉可

4、能有下面幾種 1重的物體下落快；例如：小石塊下落的比樹葉快2輕和重的物體下落一樣快；例如：小石塊和小紙團下落的一樣快 3體積小的物體下落的比大的物體下落快；例如：小球下落的比氣球快 4物體在下落過程中,速度越來越大；例如：小石塊下落5物體下落的很快,例如：從 3 層樓高出物體下落的樓底,只需 1 秒多一點時間 6 師：同學們提出的這些看法從每個實例上看都是正確的 互沖突的結論呢？是什么緣由造成的？, 那么為什么物體下落有這些相說明：讓同學對已有觀點進行分析和比較,提出新的問題,然后對新問題進行進一步的爭論；對已有 現(xiàn)象和結論進行進一步的摸索和分析是科學爭論的起點；猜測：同學分析出的緣由可能是：

5、1有沒有受到空氣阻力；2空氣阻力和物體的重力；師：當物理現(xiàn)象可能與幾個因素有關時如何爭論下去？可通過試驗進行進一步的爭論；也可以通過科學的推理進一步爭論；下面先通過試驗來爭論阻力和重力對物體下落的影響；請同學們針對這個問題設計試驗；說明：對于遇到的問題和困難如何進一步爭論下去,這是要讓同學體會的,因此在學習中不要只給同學唯獨正確的方法和過程,讓同學嘗試中體驗勝利和失敗的歡樂；猜測：同學提出的試驗方案可能是：1拿兩張相同的紙張,一張揉成紙團,另一張不變；讓它們一起下落；那么觀看到現(xiàn)象來說明空氣 阻力對物體下落的影響；（空氣阻力阻礙物體向下運動,沒有阻力情形下物體運動的快）2拿重量不一樣的木球和和

6、鐵球,讓它們一起下落；拿重量不一樣的紙片和硬紙片讓它們一起下落；這組試驗發(fā)覺在有空氣阻力和沒有空氣阻力的情形下物體下落情形不一樣；3 師：從同學們的試驗可以得出什么結論？說明： 以往結論往往是老師直接給出,沒有給同學摸索總結的時間,這樣同學的試驗只流于形式, 沒有達到揭示通過試驗揭示現(xiàn)象本質的功能,題的樂趣；猜測：同學對試驗現(xiàn)象的觀看和摸索可能得出的結論是同時也不能給同學帶來爭論問（1）空氣阻力對物體下落是有影響的,同一物體受到空氣阻力時運動的較慢；2當有受到空氣阻力時物體下落仍與物體重力有關 3當物體在沒有受到空氣阻力的情形下,物體下落的快慢好像與重力無關 4 師：從以上爭論中,我們可以發(fā)覺

7、空氣阻力對物體下落的確有影響,而且較為復雜,日 , 經?？梢院鲆?常生活中很多物體下落時受到的空氣阻力很小 , 與物體的重力比較小的很多 不計,我們今日就是爭論在沒有空氣阻力的情形下物體的下落情形,這種運動就叫自由落體 運動；（二）自由落體運動 1、輕、重物體自由落體運動的過程運動情形一樣下落的一樣快老師通過牛頓管演示試驗來證明在沒有空氣阻力的情形下,輕、重物體下落情形一樣；試驗裝置如右圖所示,在一根長約 1.5m 的玻璃管中,放入一些外形 和重力均不同的小物體,如羽毛、金屬片、軟木塞、小玻璃球等；演示試驗時按如下步驟：（1）不抽出玻璃管中的空氣,將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形（2）抽去玻

8、璃管中部分空氣,將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形（3）連續(xù)抽泣玻璃管中空氣,再將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形在 師：從該試驗中,同學們看到什么現(xiàn)象,從這些現(xiàn)象中說明白什么問題？說明： 演示試驗的功能是為了揭示現(xiàn)象的本質,提高同學學習的愛好；演示試驗中如何提高同學觀看的愛好是老師在完成試驗過程中要考慮的；本演示試驗并沒有一下就做“ 真空” 情形下,物體下落的情形；而是不斷地抽出玻璃管中的空氣,觀看減小物體下落阻力, 物體的運動情形；這樣每次試驗現(xiàn)象均不相同,有利于形成科學的觀看習慣和觀看敏捷性；猜測：同學可能的觀看到的現(xiàn)象和結論 1玻璃管中空氣越少,那么物體運動快慢越一樣 2可以推出在沒有

9、空氣阻力的情形下,輕、重物體下落的一樣快 在同學得出不同物體自由落體運動情形一樣后,老師介紹伽利略是如何對亞里士多德對 物體下落的爭論結論產生懷疑,通過推理進行進一步分析得出輕、重物體下落是一樣快的；分析方法如下：在古希臘哲學家,亞里士多德認為物體下落的速度與物體所受的重力大小成正比,即重物比輕物先落 地；伽利略用亞里士多德的觀點推出了相互沖突的結果；他說假如重的物體先落地,那么把輕的物體和重 的物體栓在一起,那么它比重的物體仍重,依據亞里士多德的觀點它下落的地面的時間應比重的物體短；但我們再依據亞里士多德的觀點,重物下落的比輕物快,那么在下落過程中,重物會受到輕物的牽扯而變 慢,輕物會受到重

10、物的牽扯而變快；那么拴在一起的物體下落的速度應比重物下落的速度慢；這樣伽利略 就用亞里士多德的觀點推出兩個相互沖突的結論,這說明亞里士多德的觀點是有缺陷的,因此伽利略認為 輕、重不同的物體它們下落的速度是一樣的；為了說明他對物體下落的結論是正確的的,據說他在比薩斜 塔上把木球和銅球同時下落,發(fā)覺它們幾乎同時落地；伽利略利用科學的思辨方法指出了亞里士多德對物體下落的觀點的沖突通過試驗揭示 了物體自由落體運動的規(guī)律；2、自由落體運動的加速度 師：自由落體運動的規(guī)律都相同,用什么物理量來表示自由落體的運動規(guī)律呢？說明：在爭論得出輕、重不同的物體自由落體運動的一樣快后,同學很可能會產生這樣的疑問,為什

11、 么輕重物體下落的會一樣快？其內在緣由是什么？產生這樣的疑問是特別好的,對這個問題的摸索和爭論 正是揭示了力和運動之間的關系；但并不是本節(jié)課爭論的主要問題；因此在此處,老師通過問題把同學的 思維引導到爭論自由落體運動規(guī)律這方面；假如同學有這方面的疑問,老師應給以積極的確定,并且勉勵 同學課可后給以解決；猜測：同學對老師提出的問題可能的答案是 1用物體的速度來表示 2用物體的運動加速度來表示 引導同學熟悉到物體運動的加速度是用于確定物體的運動快慢,知道物體運動的加速度 就能知道物體的運動速度的變化規(guī)律,知道物體的速度變化規(guī)律就能知道物體的位置變化規(guī) 律,因此只要知道物體的運動加速度（和運動初速度

12、）就能知道物體的運動規(guī)律；師：那么如何測得自由落體運動的加速度呢？請摸索測量重力加速度的試驗方案？說明：自由落體運動是勻變速直線運動的一個實際例子,本節(jié)課目的不僅要讓同學熟悉到自由落體運 動的規(guī)律,而且仍要通過對自由落體運動的爭論來加深對勻變速直線規(guī)律的把握和應用；因此可讓同學利 用所學勻變速直線來設計來爭論自由落體運動的運動規(guī)律；猜測：同學設計的試驗方案可能是：1讓小球從高為 h 下落,測出下落所用時間 t ；那么自由落體運動的加速度為g2 h（此種方法由t2于物體自由落體運動很快,因此時間的測量較難；此種方法并不行行）2利用打點計時來測量自由落體運動的加速度gTs 2（重物重力應較大,這樣

13、才能使重物在下落過程中受到的阻力可以忽視不計,本試驗簡潔實現(xiàn)）3利用閃光照片來測量自由落體運動的加速度gTs 2（本試驗試驗誤差最小,但不簡潔在課堂上實現(xiàn),但這種方法老師應當賜予介紹）在同學溝通爭論試驗設計的方案中,應讓他們對各種方案闡述自己的觀點,反思方案中的問題；老師 可依據教學實際情形支配試驗（打點計時器試驗）或直接給出打點器打出自由落體運動的紙帶（或自由落 體運動的閃光照片） ,讓同學分析得出測量出自由落體運動的加速度重力加速度；老師在同學算出重力加速度后,老師可以供應不同緯度上的重力加速度,讓同學發(fā)覺地球不同緯度的 重力加速度是不一樣的,它會隨緯度的增大而增大； （這點可以在學習萬有

14、引力定律后給出更好,因此老師 可以依據同學情形自行取舍；假如同學能提出為什么重力加速度會隨緯度的增大而增大？那么老師應給以 確定,勉勵同學探究其產生的緣由）3自由落體運動規(guī)律的應用 生活中很多物體的下落都可以看成自由落體運動；如石塊下落、花盆下落 ；1請同學們估算從三樓涼臺上下落的花盆,經過多長時間到達地面,到達地面速度多 大？說明：該例題讓同學體驗物理現(xiàn)象就在我們身邊, 體驗自由落體運動的快慢；讓同學學會估算的方法；分析和解：每層樓樓高約 2.8m左右三樓涼臺離地面高度 h2.8 22.8 36.5m 依據自由落體運動規(guī)律：h1 gt2t2 hg2.6 1051 . 14 s 花盆落地速度：

15、 vgt 11.4（m）老師在同學解題的過程,應教同學估算樓高的方法,知道每層樓高； 解題后應對結論進行進一步的爭論； 如：問三層樓掉下的花盆到達地面所用時間1.14s 是長仍是短, 那么住在高樓同學應留意什么？進入工地為什么必需戴上安全帽？ 等很多實際問題；在同學體驗到自由落體運動下落很快后,老師可以介紹伽利略是如何通過試驗和推理來爭論自由落體的運動的規(guī)律的；（當時沒有打點計時器和閃光照相的方法,也就是這么短的時間是沒有方法測量的；伽利略是如何解決這樣的問題？）話一書）2請同學們利用刻度尺設計測量人的反應時間（參考伽利略兩種新科學的對說明： 在應用物理規(guī)律時,不僅要做鞏固性練習,而且要結合實際問題情形讓同學在做的過程體驗如何應用物理學問解決問題特殊是方案設計的爭論有助于促進同學各方面的進展,提高同學學習的愛好；這個問題同學可在課堂完成也可在可后完成；三、案例評析：本節(jié)課教學設計不僅留意同學新學問的形成過程,讓同學在學習學問的同時體會如何進行科學的思維和試驗；而且在教學過程中留意調動同學自主學習的積極性和主動性,教學設計留意表達物理學的價值,在教與學的過程中促進同學科學的價值觀和世界觀的形成；本設計從同學日常生活中的例子動身引導同學進一步的摸索,發(fā)覺問題, 然