第四節(jié)《自由落體運(yùn)動(dòng)》擺究式教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第四節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)探究式教學(xué)設(shè)計(jì)蘭溪市職業(yè)中專 朱壽清教學(xué)設(shè)計(jì)理念：本教學(xué)設(shè)計(jì)以建構(gòu)主義為設(shè)計(jì)理念。根據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)觀，認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境由情境、協(xié)作、會(huì)話和意義建構(gòu)四個(gè)要素構(gòu)成，其中情境是意義建構(gòu)的必要前提，是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容；意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)目的，它靠學(xué)生主動(dòng)地完成；教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)作和會(huì)話是意義建構(gòu)的具體過(guò)程。建構(gòu)主義的教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，最大限度地促進(jìn)學(xué)生與情境的交互作用，以主動(dòng)地建構(gòu)所學(xué)知識(shí)的意義。建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為，在教學(xué)過(guò)程中教師起組織者、幫助者、促進(jìn)者作用。教學(xué)設(shè)計(jì)模式：這節(jié)課教學(xué)模式為指導(dǎo)探究教學(xué)模式。在本節(jié)課中教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)、模擬和再現(xiàn)一種類似科學(xué)探索研

2、究的情境、途徑和過(guò)程，并以科學(xué)研究者的身份，采用“猜想推理驗(yàn)證”的科學(xué)研究方法，主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)和獲取知識(shí)。本課教學(xué)設(shè)計(jì)的主線為：提出問(wèn)題合理猜想實(shí)踐驗(yàn)證總結(jié)規(guī)律知識(shí)運(yùn)用。教學(xué)目的：知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2能利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。3知道自由落體加速度概念、方向。4掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用。5初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維抽象能力。過(guò)程與方法1培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)規(guī)律的能力。2引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成根據(jù)自然現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀1激

3、發(fā)學(xué)生積極參與課堂討論與實(shí)驗(yàn)研究的興趣。2滲透物理方法的教育。3培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和協(xié)作意識(shí)。教材分析：落體運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，自古以來(lái)人類就對(duì)它進(jìn)行研究過(guò)。但伽俐略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究意義巨大。本節(jié)通過(guò)演示、實(shí)驗(yàn)，分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有具體、深入的認(rèn)識(shí)。學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，對(duì)進(jìn)一步理解掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)基本規(guī)律具有較大作用。教學(xué)重點(diǎn)：1自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。2掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：1理解自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。2自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。學(xué)情分析：學(xué)生對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的自然現(xiàn)象有了一定的生活體驗(yàn)和知識(shí)積累，但生活經(jīng)驗(yàn)往往是不可靠的。為此

4、進(jìn)行本課題教學(xué)時(shí)，既要充分利用這些經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，又要對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證與分析，并尋找運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，因此組織討論和實(shí)施探究是學(xué)好本課題的重要方法。實(shí)施這種教學(xué)方法，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)具有較強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，它不僅要求學(xué)生具有一定的動(dòng)手能力，還要具有更強(qiáng)的抽象思維能力，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽動(dòng)手，勤于思考，放手質(zhì)疑，使不同學(xué)生通過(guò)本次探究活動(dòng)，各方面能力都能有所收獲、提高和發(fā)展。教具準(zhǔn)備：多媒體課件、小紙片、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶、重物（兩個(gè)質(zhì)量不同）、學(xué)生電源、導(dǎo)線若干等。課時(shí)安排：2課時(shí)。教學(xué)過(guò)程：一、創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題，合理猜想1創(chuàng)設(shè)情境師：物體下落運(yùn)動(dòng)是我們經(jīng)常見(jiàn)到的一種運(yùn)動(dòng)

5、，自古以來(lái)就有許多人對(duì)此進(jìn)行研究。同學(xué)們，你們想過(guò)這種運(yùn)動(dòng)嗎？物體下落的過(guò)程有沒(méi)有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起探究這種運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)。2啟迪設(shè)疑師：對(duì)于物體下落運(yùn)動(dòng)，2000多年來(lái)有一種觀點(diǎn)一直統(tǒng)治著人們的頭腦，這種觀點(diǎn)認(rèn)為，重的物體比輕的物體落得快。這種觀點(diǎn)好象符合我們的生活經(jīng)驗(yàn)，事實(shí)果真如此嗎？3提出猜想師：重的物體一定下落得快嗎？請(qǐng)同學(xué)們對(duì)此進(jìn)行合理猜想，提出假設(shè)。（教師提出問(wèn)題后，抽查學(xué)生回答情況：部分學(xué)生認(rèn)為重的物體下落快，部分學(xué)生認(rèn)為重、輕物體同時(shí)下落。）二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，理論研究，尋求規(guī)律1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：取二支大小不同的粉筆，小的粉筆是大的粉筆的一半左右。師：讓二支大小不同的

6、粉筆從同一高度自由落下，猜一猜：哪個(gè)先落到桌面？（同時(shí)落到桌面。全班學(xué)生都能看到，實(shí)驗(yàn)雖簡(jiǎn)單，但效果較好，本實(shí)驗(yàn)1可由一位學(xué)生在講臺(tái)上演示，學(xué)生興趣更濃。）生：同時(shí)到地。師：結(jié)論：不同質(zhì)量的物體在同一地點(diǎn)從同一高度下落時(shí)，同時(shí)到地。實(shí)驗(yàn)2：取一支粉筆與一小張紙片從同一高度自由落下。猜一猜：哪個(gè)先落到桌面？（本實(shí)驗(yàn)2同樣由一位學(xué)生在講臺(tái)上演示。）師：如何解釋此現(xiàn)象？生：粉筆先落到桌面，因?yàn)榇藭r(shí)小紙片受到空氣阻力。實(shí)驗(yàn)3：同樣這支粉筆，但將紙卷緊紙團(tuán)，猜一猜：哪個(gè)先落到桌面？（本實(shí)驗(yàn)3同樣由一位學(xué)生在講臺(tái)上演示。）師：如何解釋此現(xiàn)象？生：卷緊的紙團(tuán)，體積減少，空氣阻力變少，對(duì)紙團(tuán)下落時(shí)產(chǎn)生的阻力影

7、響不大，所以它們同時(shí)到達(dá)桌面。實(shí)驗(yàn)4：多媒體課件：“牛頓管”實(shí)驗(yàn)。師：介紹牛頓管實(shí)驗(yàn)所用器材，然后播放課件。首先播放牛頓管內(nèi)有空氣時(shí)金屬片、小羽毛、小木塞、小玻璃球等物體從管內(nèi)同時(shí)下落時(shí)情況。其次，播放把牛頓管內(nèi)空氣抽掉，再把以上物體放到管內(nèi)，觀看此時(shí)這些物體下落情況。師：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，可得出的結(jié)論是什么？生：物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)。師： 在物理上把物體只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)實(shí)中物體在下落過(guò)程中除受到重力作用外，還受到空氣阻力作用，科學(xué)研究的第一步是先忽略空氣阻力，研究物體不受空氣阻力的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如果物體在下落過(guò)程中所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，則物體下

8、落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。師：自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么？生：特點(diǎn)是：初速度為零只受重力作用2探究規(guī)律實(shí)驗(yàn)5：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 師：前幾節(jié)課已經(jīng)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，本節(jié)課繼續(xù)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)，并尋找自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。師：本實(shí)驗(yàn)研究的目的是什么？需哪些器材？學(xué)生問(wèn)答后開(kāi)始按要求連接實(shí)驗(yàn)器材。師：在學(xué)生安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，并提出注意事項(xiàng)： 連接好線路，把重物拉到最上端；兩限位孔在同一豎直線上；選用質(zhì)量和密度較大重物；先接通電路再放紙帶；手不要晃動(dòng)。師：完成實(shí)驗(yàn)操作后，分析紙帶上記錄的信息，問(wèn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡是怎樣的？速度如何變化？相鄰相等時(shí)間間隔的位

9、移之差有怎樣關(guān)系？影響實(shí)驗(yàn)精確程度的因素有哪些？學(xué)生運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)計(jì)算重力加速度，通過(guò)分析歸納得出結(jié)論。師：本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？生：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。不同重物加速度相同。加速度大小大約是98m / S2。3概括規(guī)律師：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度與物體重量無(wú)關(guān)而為一定值，通常用g表示，g = 98m / S210 m / S2，方向豎直向下。自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：V = V0 + at V = gt x = V0t +at2 x = gt2V2 V02 = 2ax V2 = 2gx三、理解應(yīng)用，掌握規(guī)律，培養(yǎng)能力例1：教材第46頁(yè)列表，問(wèn)：從表中尋找出什么規(guī)律？

10、生：越往北重力加速度越大，說(shuō)明重力加速度與地理緯度有關(guān)，緯度越高，重力加速度越大。例2：一位同學(xué)進(jìn)行“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量自由落體的加速度”實(shí)驗(yàn)。（1）現(xiàn)有下列器材可供選擇：鐵架臺(tái)、電火花計(jì)時(shí)器及碳粉紙、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及復(fù)寫紙、紙帶若干、220V交流電源、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵。其中不必要的器材是： ；缺少的器材是 。（2）這位同學(xué)從打出的幾條紙帶中，挑出較為理想的一條紙帶，把開(kāi)始打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為A，隨后連續(xù)的幾個(gè)點(diǎn)依次標(biāo)記為點(diǎn)B、C、D、E和F，測(cè)量出各點(diǎn)間距離，如圖1所示。請(qǐng)你在這位同學(xué)工作基礎(chǔ)上，思考求紙帶加速度的方法，寫出你所依據(jù)的公式： （3）根據(jù)你的計(jì)算公式，設(shè)計(jì)表格記錄

11、需要的數(shù)據(jù)，計(jì)算紙帶下落的加速度。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）估計(jì)你的計(jì)算結(jié)果的誤差有多大？試分析誤差的來(lái)源及其減小誤差的方法。例3：甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：4，不考慮空氣的阻力作用，它們?cè)谕桓叨忍幫瑫r(shí)下落，則下面說(shuō)法正確的是（ ） A甲比乙先著地B乙比甲先著地C甲和乙同時(shí)落地D甲比乙的加速度大例4：如果從高樓相隔1S先后釋放兩個(gè)相同材料制成的小球，假設(shè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，則它們?cè)诳罩懈鱾€(gè)時(shí)刻（ ）A兩球的距離始終保持不變B兩球的距離越來(lái)越小C兩球的距離先越來(lái)越小，后越來(lái)越大D兩球的距離越來(lái)越大例5：物體由屋頂自由下落，經(jīng)過(guò)最后2m所用時(shí)間為015S，求屋頂?shù)母叨取＃ǔ椴槎粚W(xué)生，要求到黑板上做此題，然后教師進(jìn)行分析講解。）例6：求小球從高處落下，則小球下落到距地面處的速度與下落一半時(shí)間的速度之比。（抽查二位學(xué)生，要求到黑板上做此題，然后教師進(jìn)行分析講解。）四、課堂總結(jié)，布置作業(yè)師：1自由落體運(yùn)動(dòng)是物體從靜止開(kāi)始的只受重力作用的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2自由落體運(yùn)動(dòng)只是勻加速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，即V0 = 0，a = g，所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論，在自由落體運(yùn)動(dòng)中均可使用。3在研究自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)用了物理