高中物理教科版高中 運(yùn)動(dòng)的描述教學(xué)設(shè)計(jì)1對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

1、教學(xué)設(shè)計(jì)1：對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課選自物理必修1（教科版）第一章第7節(jié)“對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”。本節(jié)內(nèi)容緊隨勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，需借助學(xué)生對(duì)剛剛學(xué)習(xí)過(guò)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的遷移，理論聯(lián)系實(shí)際完成本節(jié)課的教學(xué)。自由落體運(yùn)動(dòng)是一種非常重要的運(yùn)動(dòng)過(guò)程模型，在現(xiàn)實(shí)生活中有許多落體運(yùn)動(dòng)可以近似看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，故研究自由落體運(yùn)動(dòng)有著普遍的現(xiàn)實(shí)意義。在講解伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程時(shí)，介紹了歸謬法，這也是理論推導(dǎo)的一種重要方法，體現(xiàn)了邏輯推理的力量。使同學(xué)們懂得在學(xué)習(xí)中，最重要的是研究解決問(wèn)題的方法，而不僅僅是知識(shí)本身。知識(shí)的結(jié)論固然重要，但更重要的是，如何去獲取知識(shí)的方法。中學(xué)

2、階段的一個(gè)非常重要的方面，就是如何獲取知識(shí)、處理知識(shí)。在研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，我們運(yùn)用了物理學(xué)中的理想化方法，從最簡(jiǎn)單、最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素，建立了理想化的物理模型自由落體運(yùn)動(dòng)，并且研究了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。理想化是研究物理問(wèn)題常用的方法之一，在后面的學(xué)習(xí)中我們還要用到。自由落體運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單的基本的運(yùn)動(dòng)形式，拋體運(yùn)動(dòng)可以看成是另一個(gè)運(yùn)動(dòng)形式與自由落體運(yùn)動(dòng)的合成，也就是說(shuō)自由落體是研究其他拋體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，一定要抓住其產(chǎn)生的條件和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、學(xué)情分析學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律，而且學(xué)會(huì)了運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度，要引導(dǎo)學(xué)生把自由落體運(yùn)動(dòng)當(dāng)

3、成一種特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。學(xué)生頭腦中對(duì)物體下落的問(wèn)題有大量感性認(rèn)識(shí)，但未必都是正確的。對(duì)于亞里士多德的一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)，教師需帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)支撐學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程。為了讓學(xué)生更容易理解自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，教學(xué)中設(shè)計(jì)了觀看阿波羅登月的視頻。宇航員在月球表面所做的自由落體實(shí)驗(yàn)，不僅有力地說(shuō)明了物體自由下落時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，而且也是一次科學(xué)精神熏陶的良好契機(jī)。緊跟著設(shè)計(jì)了觀看CCTV的加油向未來(lái)的落體實(shí)驗(yàn)，更體現(xiàn)了新時(shí)代的中國(guó)人對(duì)科學(xué)真理的探究與追求，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)就在我們的身邊。三、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能（1）認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在

4、理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；（2）能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析；（3）知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同；（4）掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)解決實(shí)際問(wèn)題；（5）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。2過(guò)程和方法（1）由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，采用實(shí)驗(yàn)室的基本實(shí)驗(yàn)儀器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，記錄下運(yùn)動(dòng)的信息，定量地測(cè)定重物自由下落的加速度，探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律的同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究方法；（2）培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言歸納總結(jié)規(guī)律的能力；（3）

5、引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成進(jìn)行簡(jiǎn)單物理研究習(xí)慣、根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法；（4）引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度變化的規(guī)律；（5） 教師應(yīng)該在教學(xué)中盡量為學(xué)生提供制定探究計(jì)劃的機(jī)會(huì)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、討論和交流。 3情感態(tài)度和價(jià)值觀（1）調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力；（2）滲透物理方法的教育，研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型自由落體；（3）培養(yǎng)學(xué)生在探尋真理的道路上敢于質(zhì)疑，勇于探究的科學(xué)精神。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程；掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能運(yùn)用其解決實(shí)際問(wèn)題。2.

6、教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)理想化斜面實(shí)驗(yàn)的推理分析演示牛頓管實(shí)驗(yàn)分析實(shí)際情景，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的概念觀看登月落體視頻等，感受科技魅力，強(qiáng)化情景伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程重力加速度頻閃照片分析探究結(jié)果：物體下落情況與什么有關(guān)展示情景問(wèn)題引入演示實(shí)驗(yàn)1：橡皮擦和紙片下落演示實(shí)驗(yàn)2：紙片揉成團(tuán)再對(duì)比下落3.教學(xué)資源：多媒體課件、牛頓管、橡皮擦、紙片、刻度尺等五、教學(xué)流程六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)意圖引入實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)演示建立模型科學(xué)方法探究方法歸納人文教育知識(shí)總結(jié)活動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢在不少情況下是不同的從蘋(píng)果樹(shù)上落下的蘋(píng)果和飄下的樹(shù)葉能一起同時(shí)下落嗎?提出問(wèn)題：

7、 1重的物體一定下落得快嗎?2你能否證明自己的觀點(diǎn)?討論1：將一張紙片和一個(gè)橡皮擦從同一高度同時(shí)靜止釋放，哪個(gè)下落得快？若把這張紙片團(tuán)緊成一團(tuán)，再與橡皮擦從同一高度釋放，情況又會(huì)怎樣？ 討論2：“牛頓管”實(shí)驗(yàn)：玻璃管中有羽毛、小鐵片，玻璃管中抽成了真空，將物體聚于一端，用磁鐵將羽毛和鐵片一起卡住，再將玻璃管倒立，拿開(kāi)磁鐵，讓鐵片羽毛同時(shí)下落看到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么問(wèn)題？討論3：展示宇航員在月球上做過(guò)的實(shí)驗(yàn)CCTV“加油，向未來(lái)”落體實(shí)驗(yàn)討論4：觀察教材插圖，回顧以上實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生交流總結(jié)：物體僅在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫自由落體運(yùn)動(dòng)在地球表面附近從高處下落的物體，事實(shí)上都受到空氣阻力

8、的作用，但若物體在下落過(guò)程中所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，則物體的下落也可看作自由落體運(yùn)動(dòng)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究亞里士多德的觀點(diǎn)：物體下落快慢是由它們的重量決定的，越重的物體下落得越快1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：伽利略通過(guò)“落體歸謬”推翻了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落快”的說(shuō)法2提出假說(shuō)：他認(rèn)為自然界總是習(xí)慣于運(yùn)用最簡(jiǎn)單和最容易的手段由此，提出了假說(shuō)：物體下落的過(guò)程是一個(gè)速度逐漸增大的過(guò)程，速度與時(shí)間成正比，即vt，又從假設(shè)出發(fā)尋出物體下落的距離與時(shí)間的平方成正比，即xt2.3間接驗(yàn)證：伽利略讓銅球在近似光滑的斜槽上滾下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)距離與時(shí)間的平方成正比，從而間接證實(shí)了他的假說(shuō)4合理外推：將

9、斜面傾角外推到90，此時(shí)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，物體自由下落時(shí)的加速度用g表示，稱(chēng)為自由落體加速度或重力加速度，并從假設(shè)得出，自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動(dòng)伽利略成功了，他得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，更重要的是他開(kāi)辟了一條物理學(xué)的研究之路，那就是：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 現(xiàn)象觀察提出假設(shè) 數(shù)學(xué)推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 合理外推 得出結(jié)論標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。思考：為什么愛(ài)因斯坦會(huì)說(shuō)：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所用的科學(xué)推理方法，是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端？自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本公式結(jié)合自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是初速v00、加速度ag的勻加速直線運(yùn)動(dòng)超越伽利

10、略伽利略在十七世紀(jì)用較落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備驗(yàn)證了xt2的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。間接證明了速度隨時(shí)間均勻增加?，F(xiàn)在我們可以采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備，準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)、定位，直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。頻閃照相技術(shù)介紹，結(jié)合課本第31頁(yè)圖1-7-7，每隔相等的時(shí)間拍照一次，即兩張照片拍攝的時(shí)間間隔相等，相當(dāng)于間隔相等的時(shí)間拍了很多照片，然后將所有照片重疊在一起。 自由落體加速度(1)定義：在同一地點(diǎn)，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都 相同 ，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫 重力加速度 (2)方向： 豎直向下 (3)大?。涸诘厍蛏掀浯笮‰S地理緯度的增加而增大，在赤道上最小，兩極處最大，一般計(jì)算中，常取gs2或g10 m/s2.猜想出

11、各種可能，一一列舉結(jié)論：物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，受空氣阻力的影響觀察到的現(xiàn)象：鐵片和羽毛在真空狀態(tài)下，從同一高度，靜止釋放，同時(shí)下落到管的底端。觀看錄像資料學(xué)生自己總結(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是：(1)初速度為零；(2)只受重力作用，沒(méi)有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)總結(jié)得出：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。學(xué)生閱讀最后一段，心懷敬仰，感受伽利略的偉大之處?？偨Y(jié)得到自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式（1）證明自由落體是勻變速直線運(yùn)動(dòng)（2）計(jì)算重力加速度的大小學(xué)生閱讀教材，自己總結(jié)自由落體加速度大小與方向，及特點(diǎn)由熟悉的情境引入對(duì)比各種實(shí)驗(yàn)，和日常觀念進(jìn)行“碰撞” 徹底打破舊有觀念

12、由視頻加深認(rèn)識(shí)，建立正確觀念運(yùn)用新建立的知識(shí)，重新對(duì)比日常所見(jiàn)遷移勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)運(yùn)用規(guī)律計(jì)算，認(rèn)識(shí)到自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和生活現(xiàn)象的分析課后作業(yè)完成課后32頁(yè)練習(xí)與評(píng)價(jià)1-4題教學(xué)反饋七、板書(shū)設(shè)計(jì) 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究自由落體運(yùn)動(dòng)的條件物體只受重力作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)重力加速度g大小：隨緯度的增大而增大，在同一地點(diǎn)數(shù)值相同，一般取 m/s2或者為了計(jì)算簡(jiǎn)便，取10 m/s2方向：豎直向下自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律八、教學(xué)反思本節(jié)是新教材對(duì)物理科學(xué)方法與科學(xué)思維的培養(yǎng)，是學(xué)生學(xué)好高中物理必須掌握的科學(xué)方法，是核心素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。我們不能只注重對(duì)知識(shí)和技能的掌握，而忽略了對(duì)科學(xué)精神，科學(xué)研究方法的培養(yǎng)。因此，能否通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，