對自由落體運動的研究教案設計.doc

對自由落體運動的研究教案設計1 教材分析對自由落體運動的研究（新課程教科版物理必修1第一章第七節(jié)）是在學習了運動學的基本概念、勻變速直線運動等知識后編排的，自由落體運動作為勻變速直線運動的一種特例，是一種理想化模型，在日常生活中的應用非常多，對估測一座樓的高度、人的反應時間等等具有重要的研究價值。通過對自由落體運動的研究，一方面在復習和鞏固前面所學知識的同時，加強了課本知識與實際生活的聯(lián)系；另一方面，通過對分析物理問題的基本思路和科學方法的學習，為學生今后研究比較復雜的運動規(guī)律打下良好的基礎。因此，本節(jié)課既是“勻變速直線運動”的復習課，培養(yǎng)學生思維的探究課，聯(lián)系生活的應用課，也是后繼學習的知識準備課，具有重要的地位和承上啟下作用。2 學情分析2.1 已有的知識與經(jīng)驗落體運動在生活中非常常見，學生很容易根據(jù)生活經(jīng)驗而形成錯誤的概念，即“物體下落快慢與自身的重量有關”、“物體越重下落越快”。通過“運動的描述”、“勻變速直線運動的研究”等內容的學習，學生已經(jīng)基本掌握了處理直線運動問題的方法，為進一步進行實驗探究打下比較堅實的基礎。2.2 心理特征高一學生處于從初中向高中轉變的過渡期，興趣愛好廣泛，求知欲勝好奇心強，有一定的學習能力和自制力。但普遍感覺物理學難，學習不適應，導致部分學生對物理學習存在一定的心理障礙。2.3 認知規(guī)律由于物理規(guī)律有較高的概括性和抽象性，學生的認知發(fā)展水平會影響物理規(guī)律的學習。剛進入高中的學生思維能力主要偏重于形象思維和感性思維，抽象邏輯思維和理性思維還處于初級發(fā)展階段。針對上述學情分析，我們在教學中有意識的結合了大量實例，培養(yǎng)學生對物理學習的興趣，并且由易到難、深入淺出的探索每一個知識點，給予學生適當?shù)墓膭睿鰪妼W生的自信心，幫助學生打破“物理學習難”的心理障礙。同時，通過學生自主實驗，充分調動學生學習的積極性，并加強物理思維和學習方法的引導，逐步培養(yǎng)學生的自主學習能力。3 教學目標3.1 知識與技能 了解自由落體運動的概念和適用條件。 正確理解自由落體運動的規(guī)律，并能靈活運用。 初步了解探索自然規(guī)律的科學方法，培養(yǎng)學生的實驗能力和推理能力。3.2 過程與方法指導學生進行不同層次、不同形式的實驗探究，在探究過程中讓學生進一步體驗科學探究方法。 會根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法。 會利用實驗數(shù)據(jù)分析并能歸納總結出物理規(guī)律的方法。 善于進行觀察，并能獨立思考或與別人進行討論、交流。3.3 情感態(tài)度與價值觀 通過學習伽利略對自由落體運動的探究過程，具有發(fā)現(xiàn)問題的勇氣，能善于利用已有的條件積極的證實想法，學習他嚴密的邏輯推理能力。在平時的研究過程中，能善于抓住主要因素，忽略次要因素。此外伽利略持之以恒的精神值得我們學習。 通過實驗探究、交流與討論等，培養(yǎng)學生學習物理的濃厚興趣、團結合作精神、實事求是的科學態(tài)度和透過現(xiàn)象看本質的認識觀。4 教學重點難點4.1 教學重點 自由落體運動概念、基本規(guī)律的理解與靈活應用。 探究自由落體運動規(guī)律的過程。4.2 教學難點 伽利略對自由落體運動規(guī)律的探究過程。 綜合應用自由落體運動規(guī)律以及相關知識，分析和解決實際物理問題。5 教具 多媒體課件，錢毛管，鐵片，羽毛，紙片若干張6 教學設計思路1物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，自由落體運動的規(guī)律來源于實驗探究。教學實踐表明：實驗探究，能夠強化物理知識的形成過程，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新意識。“授之以魚，不如授之以漁”，在教學過程中我們不僅要讓學生“學會”，而更重要的是讓學生“會學”！心理學家曾指出：“一切學科教學正確的做法是把啟發(fā)點指向教材的重點，讓學生學有所思，思有所得”。為了達成“教學目標”，突出重點，突破難點，我們在教學過程中“以學生為本”，圍繞學生學習“自由落體運動”的各個方面，采取“設定情景，提出問題分析問題，提出假設設計實驗，驗證假設觀察分析，交流討論揭示規(guī)律，鞏固知識”的探究教學模式，首先通過生活現(xiàn)象，讓學生大膽提出猜想“物體越重下落得越快”，然后引導學生自主實驗探究，驗證假設，通過分析實驗現(xiàn)象，幫助學生建立起“物體下落快慢與物體重量無關”的正確思想，然后提出“物體之所以下落快慢不同可能與空氣阻力有關”的猜想；再通過錢毛管實驗以及真空實驗室拍攝的羽毛和蘋果同時下落的頻閃照片，證實了這個猜想，自然地引出自由落體運動的定義。接下來認識伽利略對自由落體運動的探究歷程，得出自由落體運動的性質。最后結合小球自由下落的頻閃照片，引導學生自主歸納計算自由落體的加速度，并靈活運用該規(guī)律分析一些實際的物理問題。同時向學生滲透科學探究過程以及如何透過表面現(xiàn)象，深入分析問題本質的科學思維方式。7 教學過程7.1 新課引入通過學生舉例，展示日常生活中的落體運動（如樹葉飄然落下、雨滴下落、蘋果落地等），再比較輕的樹葉和重的蘋果下落快慢不同，讓學生誤以為“物體越重下落就越快”，然后本著“物理學中一切的概念和規(guī)律都需要通過實驗去驗證，只有經(jīng)過實驗反復驗證了的規(guī)律我們才能去承認它”的基本原則，自然地引出接下來的兩個探究實驗。7.2 新課教學（一）是否重的物體就一定下落得快？實驗一 輕的紙團和重的紙片同時下落現(xiàn)象一 輕的物體下落得快具體過程：準備大小兩張紙，大的紙片重，將小的紙片揉成團，讓紙團和紙片同時從同一高度釋放，觀察誰先著地。一位同學做這個演示實驗，另一位同學觀察實驗現(xiàn)象。實驗二 等重的紙團和紙片同時下落現(xiàn)象二 等重的物體下落的快慢也不一樣具體過程：準備兩張一模一樣的紙，將其中一個揉成團，再讓它們同時從同一高度釋放，觀察誰先著地。一位同學做這個演示實驗，另一位同學觀察實驗現(xiàn)象。 教師引導分析上面兩個實驗，得出“物體下落快慢不能單憑輕重來判斷”，等重的紙片和紙團下落快慢的不同可能與空氣阻力有關。為了驗證猜想，接下來做錢毛管實驗。如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落快慢一樣，就能說明確實是空氣阻力這個因素造成的。（二）是否由于空氣阻力才導致物體下落的快慢不同？錢毛管實驗（由于時間關系，課前已將管中真空抽上，此時里面空氣相當稀薄），實驗時迅速將錢毛管倒轉，讓一位同學上前觀察，發(fā)現(xiàn)輕的羽毛和重的鐵片幾乎同時著地。再將管中充入空氣，重復上面的實驗，發(fā)現(xiàn)有空氣時羽毛后著地，說明了如果沒有空氣阻力，輕重不同的物體下落的快慢程度一樣。真空中拍攝的蘋果和羽毛的頻閃照片頻閃相機每經(jīng)過相同的時間就拍攝一次，在真空實驗室中發(fā)現(xiàn)羽毛和蘋果始終處于同一高度，再次證明如果沒有空氣阻力，所有物體下落的快慢程度一樣。教師再適當引導學生分析在真空中物體的受力情況（只受重力作用，并且初速度又為0），自然引出自由落體運動的定義（只在重力作用下，物體由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動）。再由定義發(fā)現(xiàn)自由落體運動的兩個基本條件（只受重力，并且初速度為0）。強調自由落體運動是一種理想化模型，在我們周圍找不出這樣的真空環(huán)境，但如果物體所受的空氣阻力與重力相比，可以忽略不計，可近似的認為是自由落體運動。（三）再現(xiàn)伽利略對自由落體運動規(guī)律的探究之路發(fā)現(xiàn)問題。同樣用亞里士多德的觀點去比較兩種情況下石塊下落的快慢，卻得到兩個相互矛盾的結論。否定了亞里士多德“物體越重下落得就越快”這一觀點。實驗證實。講述比薩斜塔實驗，再次否定亞里士多德的觀點。提出vt這一假說。在假說的基礎上由數(shù)學知識演算得出ht2。讓學生分組討論，如何根據(jù)自己所學由vt推導出ht2。實驗間接驗證自由落體時ht2。合理外推。說明抓住主要因素，忽略次要因素是物理學中常用的研究方法。（四）探究自由落體運動的加速度 勻加速直線運動中速度方向跟加速度方向相同，可判斷出加速度方向豎直向下。加速度大小根據(jù)小球頻閃相片的數(shù)據(jù)，再結合逐差法（之前已經(jīng)講過），學生很容易算出加速度大小為9.81 m/s2。教師適時說明我們計算時加速度大小取9.8 m/s2，粗略計算時取10 m/s2，自由落體運動加速度又稱為重力加速度，用符號g表示。在同一地點，所有物體的重力加速度相同，隨著緯度和海拔的不同，這個值略有差異。采用多媒體展示“不同緯度的重力加速度”圖表，讓同學通過觀察，分析總結出重力加速度隨緯度變化的規(guī)律。7.3 小結（1）自由落體運動的定義為物體只在重力作用下，由靜止開始下落的運動。做自由落體運動的條件是：只受重力作用初速度為0。（2）自由落體運動是一種初速度為0的勻加速直線運動。它的加速度又稱為重力加速度，用符號g表示，計算時大小取為9.8 m/s2，粗略計算時取10 m/s2，方向豎直向下。7.4 應用鞏固利用自由落體運動的相關規(guī)律估測南高教學樓的高度。具體方法是將一捆書系在一起