《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)案例

1、自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)案例大同鐵二中高中組物理組王 睿自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)案例一、自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)案例（一）教材分析自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種具體情形。此前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，也學(xué)習(xí)了研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本方法，對(duì)本課的學(xué)習(xí)，實(shí)際上是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，利用已有知識(shí)解決生活實(shí)際中的問(wèn)題。組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)，既有利于鞏固所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題、探求規(guī)律的能力，還能對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育。本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)在于說(shuō)明不同物體自由下落的加速度都是重力加速度。由于學(xué)生受日常經(jīng)驗(yàn)的影響，對(duì)重的物體下落快，輕的物體下落慢的印象很深，所以本節(jié)課做好實(shí)驗(yàn)十分重要。教學(xué)時(shí)可以

2、引導(dǎo)學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)逐步提出問(wèn)題（設(shè)疑），讓學(xué)生自己探究（解疑），得出結(jié)論。充分體現(xiàn)了物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是掌握并靈活運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。（二）教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與能力（1）理解自由落體運(yùn)動(dòng)，理解重力加速度，（2）掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，（3）培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合、推理和判斷等思維能力。2、過(guò)程與方法通過(guò)觀察輕重不同物體在真空中的下落過(guò)程，實(shí)際測(cè)量重物自由下落的加速度等探究活動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示自然規(guī)律的重要方法和手段。3、情感態(tài)度和世界觀感受前人（亞里士多德）崇尚科學(xué)

3、、勇于探索的人格魅力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思想和正確的世界觀。先通過(guò)觀察生活中的一些現(xiàn)象和提出亞里士多德的理論和設(shè)疑“重物體比輕物體下落快嗎?”，讓學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)（牛頓管）解疑，理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，明確物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。并得出做自由落體運(yùn)動(dòng)的不同物體，在同一地點(diǎn)從同一高度下落的快慢相同的結(jié)論。接著引導(dǎo)學(xué)生探究“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？”，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，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)。再提出“你能求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度嗎?”，引導(dǎo)學(xué)生去研究，從而圓滿解決問(wèn)題。（三）教學(xué)準(zhǔn)備(1)牛頓管；(2)紙片、鐵架

4、臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶復(fù)寫紙片）、紙帶、重錘、海綿墊、接線板；刻度尺。 （四）教學(xué)過(guò)程回顧學(xué)過(guò)的知識(shí)：+ 引入新課：在日常生活中，我們會(huì)看到這種現(xiàn)象：把小石頭和樹(shù)葉舉到相同高度，石頭的重量比樹(shù)葉重，同時(shí)由靜止開(kāi)始釋放。觀察哪個(gè)先落地？（演示：石頭和樹(shù)葉）觀察結(jié)果：石頭先落地類似的現(xiàn)象在生活中還有很多，早在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德通過(guò)觀察大量物體下落的現(xiàn)象，歸納出：物體越重，下落得越快。在我們今天看來(lái)，他這個(gè)說(shuō)法是否正確呢？讓學(xué)生自己提出問(wèn)題：是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？ 讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)方案來(lái)解決這一問(wèn)題。學(xué)生可能會(huì)提出很多實(shí)驗(yàn)方案，教師可以選擇其中一個(gè)簡(jiǎn)單可行的實(shí)驗(yàn)

5、方案，讓每個(gè)學(xué)生動(dòng)手自己做。1、兩張紙（一張質(zhì)量大，一張質(zhì)量小）平攤，同一高度，同時(shí)靜止釋放。2、把質(zhì)量小的紙捏成紙團(tuán)，同一高度，同時(shí)靜止釋放。（讓學(xué)生自己試一試）我們通過(guò)觀察這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？可見(jiàn)，重的物體不一定下落得快，輕的物體下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？（學(xué)生：受空氣阻力的影響）正是由于有空氣阻力的影響，物體下落得才有快有慢。引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，如果沒(méi)有空氣阻力會(huì)怎樣？ （演示牛頓管）一根玻璃管，管中的空氣已經(jīng)用抽氣機(jī)抽掉了，里邊有一個(gè)金屬片和羽毛，觀察牛頓管里的羽毛和金屬片下落的快慢。（觀察實(shí)驗(yàn)）（學(xué)生回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：金屬片和羽毛幾乎一起碰到管底）引出自由落體定義定義：物體在只

6、受重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。要注意理解“自由”這兩個(gè)字：只受重力、初速度為零。結(jié)合上面的實(shí)驗(yàn)我們一起總結(jié)下，小結(jié)：如果沒(méi)有了空氣阻力，不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)情況是相同的。這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生，所以自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型。不過(guò)，在存在空氣的空間里，如果空氣阻力的影響很小，物體的下落也可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。亞里士多德是古希臘的圣人，恩格斯稱他是最博學(xué)的人。限于當(dāng)時(shí)科技發(fā)展的水平，他在物理方面的論述，今天看來(lái)很多是不恰當(dāng)?shù)摹５?，在兩千年前他能夠通過(guò)觀察、歸納，形成自己的一套理論體系，已經(jīng)很不簡(jiǎn)單了。我們應(yīng)該正確評(píng)價(jià)他在科學(xué)發(fā)

7、展史上的地位。我們知道了什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，下面我們繼續(xù)深入的分析這種運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。學(xué)生很容易得到自由落體運(yùn)動(dòng)是加速直線運(yùn)動(dòng)，是不是勻加速直線運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生也會(huì)很自然的想到這個(gè)問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證是不是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（演示實(shí)驗(yàn)：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器呈豎直方向固定在鐵架臺(tái)上，讓紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，紙帶下方固定在重錘上，先用夾子夾住紙帶上方，使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下方，然后接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)，那么這些點(diǎn)記錄了重物的運(yùn)動(dòng)情況。）下面大家結(jié)合學(xué)案來(lái)分析下紙帶。提問(wèn)：是勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？答：在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通

8、過(guò)的位移不相等，逐漸的增大，所以是加速直線運(yùn)動(dòng)。提問(wèn)：是勻加速嗎？是如何判斷出來(lái)的？（提示：回憶前面學(xué)過(guò)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，物體通過(guò)的位移之差為定值。這是一個(gè)判斷公式，已知的=0.02s。）答：可以測(cè)出連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，物體通過(guò)的位移之差為定值（在誤差允許的范圍內(nèi)）。則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。我們一起總結(jié)一下：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。提問(wèn)：能求出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度嗎?（同樣根據(jù)上面的公式，我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行計(jì)算一下，大家選取不同的時(shí)間間隔來(lái)讀取數(shù)據(jù)，見(jiàn)學(xué)案表格）通過(guò)多次測(cè)量計(jì)算：g9.8m/s21、我們通常用g來(lái)表示自由落體加速度，也叫重力加速

9、度，數(shù)值近似為9.8，重力加速度的方向總是豎直向下的。在實(shí)驗(yàn)中，如果要獲得更精確的數(shù)據(jù)，還可以用頻閃照相來(lái)測(cè)量。（看到課本44頁(yè)的表格，從表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，緯度越高數(shù)值越大，越靠近赤道數(shù)值越小。）學(xué)生可以猜想g的值可能和緯度有關(guān)，然后老師告訴學(xué)生這個(gè)結(jié)論，激發(fā)學(xué)生對(duì)以后學(xué)習(xí)的興趣。2、地球上不同的地方，g取值不同。從赤道到兩極，g逐漸增大。同一地點(diǎn)g值相同。3、既然自由落體運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與一般規(guī)律類似： 不同的物體在同一地點(diǎn)，從相同高度同時(shí)自由下落的物體，同時(shí)到達(dá)地面，根據(jù)，則它們的加速度是相同的。應(yīng)用：1、做一做測(cè)定反應(yīng)時(shí)間小實(shí)驗(yàn)

10、。2、估測(cè)相機(jī)曝光時(shí)間3、測(cè)量物體從一定高度的樓房掉下，已知落地時(shí)的速度，求高度和下落時(shí)間。二、自由落體運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)思想在教學(xué)中應(yīng)充分運(yùn)用教材中的材料、生活中的物理現(xiàn)象、設(shè)計(jì)有趣、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)等途徑，創(chuàng)設(shè)良好的情境，激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，使學(xué)生想問(wèn)。在自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，課堂中演示了生活中常見(jiàn)的下落的運(yùn)動(dòng)，看到重的物體下落快。一些同學(xué)可能會(huì)發(fā)出挑戰(zhàn)，認(rèn)為并不一定是重的物體下落快，他們可以自己來(lái)設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)推翻這一觀點(diǎn)。在以前的教學(xué)中，都是教師提出問(wèn)題：是不是重的物體一定下落的快呢？然后拿出自己實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備好的一些實(shí)驗(yàn)器具兩張紙片，將質(zhì)量小的揉成紙團(tuán)，然后從同一高度同時(shí)下落，得到質(zhì)量小的物體下落快。這里

11、我們可以大膽的交給學(xué)生自己來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)閷W(xué)生肯定不會(huì)輕易的去得到結(jié)論，肯定會(huì)發(fā)出挑戰(zhàn)，激發(fā)學(xué)生們的問(wèn)題意識(shí)，然后讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，喚起學(xué)生求知欲望，誘導(dǎo)學(xué)生以飽滿熱情投入到探求知識(shí)和謀求釋疑的情景中去，使之樂(lè)于學(xué)，勤于問(wèn)?，F(xiàn)在的教材也安排了很多探究性的問(wèn)題，比如自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，不象以前那樣直接就告訴學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論都能得到自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，而是讓學(xué)生先有思考，會(huì)是怎樣的運(yùn)動(dòng)，學(xué)生可能會(huì)認(rèn)為是勻速運(yùn)動(dòng)，也可能會(huì)認(rèn)為勻加速運(yùn)動(dòng)或者是變加速運(yùn)動(dòng)。有些學(xué)生的有些想法也是為了表現(xiàn)和其他同學(xué)的不同，帶有很強(qiáng)的主觀性，這些猜想沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的，但是作為老

12、師要認(rèn)真對(duì)待每個(gè)同學(xué)的猜想，耐心解答，盡量給予肯定和鼓勵(lì)，讓他們從中感受到成功的喜悅。教師不能輕視、不能嘲笑、不應(yīng)該求全責(zé)備。而是要滿腔熱情地接受和喜愛(ài)學(xué)生提出的問(wèn)題。對(duì)提出問(wèn)題的學(xué)生要想盡辦法進(jìn)行鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)，對(duì)于問(wèn)題中的“合理”成分要及時(shí)給予肯定，哪怕只有一點(diǎn)點(diǎn)閃光點(diǎn)。只有這樣才能，使學(xué)生有機(jī)的融入物理教學(xué)，體驗(yàn)提問(wèn)的樂(lè)趣，使學(xué)生愛(ài)問(wèn)，樂(lè)問(wèn)。然后讓事實(shí)說(shuō)話，設(shè)計(jì)探究性的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)自己去發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律勻加速直線運(yùn)動(dòng)。最后還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得重力加速度。教師告訴學(xué)生通過(guò)后面的學(xué)習(xí)可以知道地球表面不同的地方重力加速度是不同的，但是差別不大，一般的計(jì)算中取g=9.8m/s2或g=10m/s2 ，這樣也可以使學(xué)生心存疑惑，激發(fā)學(xué)生對(duì)后面知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。 對(duì)于課本上表格里的一些地點(diǎn)的重力加速度，課本也設(shè)計(jì)成了探究性的問(wèn)題，課本也沒(méi)有給出結(jié)論，可以讓學(xué)生大膽的猜想。在物理教學(xué)中經(jīng)常性地通過(guò)此類開(kāi)放性問(wèn)題的探究，不僅能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣，啟發(fā)了學(xué)生積極思維，更有效培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的能力，從而強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，更深刻地掌握了所學(xué)物理知識(shí)。問(wèn)題是教育的起點(diǎn)，也是教育的終點(diǎn),知識(shí)是產(chǎn)生問(wèn)題、解決問(wèn)題的手段。讓學(xué)生帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂,通過(guò)新知識(shí)學(xué)習(xí)，帶著帶著更深刻、甚至更多的問(wèn)題走出課堂，這樣才能更好地