《自由落體運(yùn)動(dòng)》教案

1/6《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)教材是學(xué)生學(xué)完勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，知識(shí)的遷移和應(yīng)用部分，因此本節(jié)是本章的一個(gè)比較重要的、典型的應(yīng)用型知識(shí)點(diǎn)。表現(xiàn)其一：落體運(yùn)動(dòng)快慢的產(chǎn)生原因分析，要用到實(shí)驗(yàn)探究，突破原有認(rèn)知，體會(huì)并應(yīng)用忽略次要因素、抓住主要因素這一科學(xué)思維方法，這不僅有利于學(xué)生掌握分析物理問(wèn)題的方法，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力．其二，這是一個(gè)貼近日常生活的實(shí)際問(wèn)題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和體會(huì)物理的生活化。二、學(xué)情分析在本節(jié)課教學(xué)中利用了實(shí)驗(yàn)和理論探究的方法，讓學(xué)生自己體驗(yàn)、分析、歸納、討論、評(píng)價(jià)等得出結(jié)論。學(xué)生有勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶分析的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，完全可以通過(guò)自主體驗(yàn)與自主學(xué)習(xí)來(lái)完成本節(jié)課的內(nèi)容。學(xué)生可能將自由落體運(yùn)動(dòng)與勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)割裂，教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生，將新知識(shí)納入舊知識(shí)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生體會(huì)到自由落體運(yùn)動(dòng)只是特殊勻變速直線運(yùn)動(dòng)而已。三、設(shè)計(jì)思想從興趣入手，精心設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)──以趣味實(shí)驗(yàn)的新手段引入，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和探究欲望，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，感受物體下落快慢的原因；進(jìn)而小組討論、驗(yàn)證、交流自由落體運(yùn)動(dòng)的條件；感悟自由落體這一理想化模型的實(shí)質(zhì)；成功解釋生活中自由落體現(xiàn)象。四、教學(xué)目標(biāo)1．認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；2．知道產(chǎn)生自由落體運(yùn)動(dòng)的條件；3．能夠運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析、解決有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。五、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)及產(chǎn)生自由落體運(yùn)動(dòng)的條件、實(shí)質(zhì)。難點(diǎn)：（1）物體下落快慢影響因素的探究；（2）自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析。六、教學(xué)策略與手段“情景設(shè)置──問(wèn)題鏈接──自主探究──形成共識(shí)──得出結(jié)論”的學(xué)生自主探究教學(xué)模式。七、課前準(zhǔn)備──媒體的設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)：多媒體設(shè)備一套，鉤碼，牛頓管，抽氣機(jī)，天平，自制課件。學(xué)生每四人一組：刻度尺，鐵架臺(tái)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小石頭，羽毛，紙帶，鐵片、書(shū)簽若干（長(zhǎng)10厘米左右），紙片若干張、鋼球（大小各一個(gè)）、面積相等的金屬片和紙片等。八、教學(xué)過(guò)程（一）新課引入：師生活動(dòng)，請(qǐng)幾個(gè)學(xué)生參與活動(dòng)，誰(shuí)能捏住書(shū)簽就送給誰(shuí)，由于書(shū)簽比較短，少有學(xué)生能捏住。激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛活躍。教師：同學(xué)們一定想知道為什么有人捏不住書(shū)簽？，它與我們今天所要認(rèn)識(shí)和研究的一種運(yùn)動(dòng)──自由落體運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。同學(xué)們仔細(xì)觀察過(guò)落體運(yùn)動(dòng)嗎？我們來(lái)看，從同一高度釋放小石頭和羽毛，很顯然石頭比羽毛先落地（教師演示）。提出問(wèn)題：是否重的物體一定比輕的物體下落的快？（讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究）（板書(shū)）（1）分組實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。教師將學(xué)生分組。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)──利用面積相等的金屬片和紙片，設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手做一做，并對(duì)看到的現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。（學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案可能有：將紙片團(tuán)成紙團(tuán)，紙團(tuán)、金屬片同時(shí)釋放；將紙片團(tuán)成紙團(tuán)，紙團(tuán)、紙片同時(shí)釋放；金屬片、紙片呈豎直同時(shí)釋放；紙片放在金屬片上，釋放等等。）組內(nèi)討論交流。小組代表說(shuō)說(shuō)，小組成員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，以及想知道的疑問(wèn)。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方式和交流問(wèn)題，做出適當(dāng)?shù)姆答伵c評(píng)價(jià)。（引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注觀察兩物體落地的前后的次序，將其原因暫時(shí)擱置）（2）師生合作研討，得出自由落體運(yùn)動(dòng)概念。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法可能各種各樣，為了將教學(xué)面向全體學(xué)生，讓全體學(xué)生明確概念。教師演示，引導(dǎo)學(xué)生觀察從同一高度同時(shí)下落的輕重物體下落的快慢，并歸納總結(jié)。步驟①：先讓金屬片和一張等面積的薄紙片同時(shí)從同一高度下落。（觀察結(jié)果：重的物體下落得快）步驟②：把薄紙片揉成紙團(tuán)再和金屬片同時(shí)從同一高度下落。（讓同學(xué)用耳朵聽(tīng)聲音，結(jié)果：只有一個(gè)聲音，說(shuō)明輕重不同的物體同時(shí)落地。）步驟③：把金屬片和一張面積較大的薄紙片從同一高度下落到水平桌面。（觀察結(jié)果：輕的物體下落得快）師生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探討得出結(jié)論：物體下落的快慢不是由它們的輕重決定的。生活中看到的物體下落有快慢是由于空氣阻力的原因。提出問(wèn)題：那么在沒(méi)有空氣阻力時(shí)物體的下落是什么樣的情況呢？演示：把事先抽成真空（空氣相當(dāng)稀?。┑呐ｎD管拿出來(lái)，讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。學(xué)生：同時(shí)落下。老師：這就是自由落體運(yùn)動(dòng)。教師再把牛頓管放氣，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成強(qiáng)烈的對(duì)比。知識(shí)介紹：1971年美國(guó)宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子、一根羽毛同時(shí)下落，觀察到它們同時(shí)落到月球表面上。同學(xué)們根據(jù)這些過(guò)程、結(jié)論，給自由落體運(yùn)動(dòng)下一個(gè)定義：1．自由落體運(yùn)動(dòng)：（板書(shū)）（1）物體只在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)。（2）做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在同一地點(diǎn)從同一高度下落的快慢是相同的。點(diǎn)評(píng)：此環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己猜想、觀察、思考、理解、體會(huì)，學(xué)生在體驗(yàn)中突破與原有認(rèn)識(shí)的沖突，在教師引導(dǎo)下可以從以上實(shí)驗(yàn)中總結(jié)結(jié)論，提出物體下落快慢與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)的設(shè)想。另外，學(xué)生可能會(huì)提出關(guān)于下一環(huán)節(jié)的一些問(wèn)題，教師也要做出適當(dāng)評(píng)價(jià)，并為下面作鋪墊。教師：在認(rèn)識(shí)了什么是自由落體運(yùn)動(dòng)之后，新的問(wèn)題就產(chǎn)生了，同學(xué)們一定想知道它是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？師：結(jié)合前面物體下落的現(xiàn)象，你覺(jué)得自由落體運(yùn)動(dòng)究竟是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)？2．實(shí)驗(yàn)探究二──探究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。（1）回味現(xiàn)象，進(jìn)行猜想。讓學(xué)生回憶上面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽猜想。（學(xué)生可能會(huì)提出：變速直線運(yùn)動(dòng)、加速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)等）（2）組內(nèi)討論驗(yàn)證小組內(nèi)成員針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行交流討論。討論主題：可以利用實(shí)驗(yàn)桌上提供的器材自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用你們的實(shí)驗(yàn)方式操作、記錄、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案可能有多種，教師必須做好充分的預(yù)設(shè)。（1）組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程。（提醒學(xué)生操作注意事項(xiàng)）（2）引導(dǎo)學(xué)生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析：小組實(shí)驗(yàn)、操作、記錄、思考、交流討論，A．軌跡──直線

方向──豎直向下B．變速──速度越來(lái)越大──比較相等時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移。初步實(shí)驗(yàn)結(jié)論：大部分小組都能得到是加速運(yùn)動(dòng)，（此時(shí)教師一定要趁熱打鐵，是我們前面學(xué)過(guò)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？要是該多好呀？鼓勵(lì)學(xué)生去探究是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)）學(xué)生可能會(huì)有以下處理方法：Ⅰ．連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差Δs是一個(gè)常數(shù)Ⅱ．速度均勻增大（利用v-t圖像）Ⅲ．s∝t2（利用s-t2圖像）──教師當(dāng)場(chǎng)對(duì)書(shū)本P47的“問(wèn)題與練習(xí)”的問(wèn)4的閃光照片上的數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)的EXCEL的圖表功能在投影上演示自由落體的s-t2圖像和v-t圖像，以擴(kuò)展學(xué)生的思路，開(kāi)闊學(xué)生的眼界，懂得用多種方法進(jìn)行研究。t/sx/mt2/s20000．040．0080．00160．080．0320．00640．120．0710．01440．160．1250．02560．20．1960．040．240．2840．0576若還有其他的方法也可。要鼓勵(lì)學(xué)生多角度思考問(wèn)題。教師對(duì)所列方法應(yīng)當(dāng)做適當(dāng)?shù)慕忉專(zhuān)部梢宰尠l(fā)言的學(xué)生說(shuō)明方法的理論依據(jù)。（5）師生達(dá)成共識(shí)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（板書(shū)）Vt=at；x=（1/2）at2教師引導(dǎo)：根據(jù)你處理的數(shù)據(jù),請(qǐng)你計(jì)算自由落體的加速度。各小組計(jì)算結(jié)果公布，教師把結(jié)果寫(xiě)在黑板上，（各結(jié)果有可能有誤差）請(qǐng)同學(xué)們討論在實(shí)驗(yàn)誤差允許下，不同物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的加速度是否同的？結(jié)論：相同。3．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度（板書(shū)）⑴在地面附近的同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。⑵重力加速度g的方向總是豎直向下的。⑶教師強(qiáng)調(diào)我們這里的重力加速度的大小g=9．801m/s2。在粗略的計(jì)算中，可以把g取作10m/s2。請(qǐng)學(xué)生看書(shū)本P46的表格，說(shuō)說(shuō)能得到的信息：在地球上不同的地方g的大小是不同的，從赤道到北極，隨著緯度的升高而增大。4．做一做（反饋應(yīng)用鞏固知識(shí)）教師：老師最近發(fā)明了一個(gè)儀器，能測(cè)出你到底是反應(yīng)靈敏還是反應(yīng)遲鈍（開(kāi)玩笑），只要你一捏我就能知道你的反應(yīng)時(shí)間，（邊在過(guò)道走，邊為學(xué)生測(cè)量，學(xué)生的熱情和積極性很高）我把它叫做“反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”，你能知道我這把尺子的奧秘嗎？學(xué)生：知道（很不服氣）教師：現(xiàn)實(shí)生活中人們遇到某種情況時(shí)，大腦能迅速作出反應(yīng)。人從發(fā)現(xiàn)情況到作出反應(yīng)采取行動(dòng)所需的時(shí)間叫做反應(yīng)時(shí)間。有些人反應(yīng)時(shí)間對(duì)他們很重要，像運(yùn)動(dòng)員，戰(zhàn)士，飛行員，司機(jī)等。你們也能做一把“反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”嗎？，同桌之間相互測(cè)一測(cè)彼此的反應(yīng)時(shí)間，我們現(xiàn)在不是有一門(mén)研究性學(xué)習(xí)的課程嗎！你完全可以用你自己制作的“反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”定一下不同年齡，不同性別，不同職業(yè)人的反應(yīng)時(shí)間是多少？也可以看一個(gè)人在一天是什么時(shí)候反應(yīng)最快？其實(shí)這就是一個(gè)很好的研究性學(xué)習(xí)小課題。