山東省諸城繁華中學人教版高中物理必修1《2.5自由落體運動》課例分析課件

諸城繁華中學曲振收《自由落體運動》課例分析一、背景和教學任務簡介

1、內(nèi)容與地位本節(jié)為高中物理必修一第一個二級主題“運動的描述”中所涉及到的內(nèi)容。內(nèi)容標準中這節(jié)有關(guān)的條目是：（1）通過史實，初步了解近代實驗科學產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學發(fā)展的推動作用。（2）經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗過程，理解位移、速度和加速度，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。本節(jié)教學內(nèi)容要體現(xiàn)實驗在認識自由落體規(guī)律中的作用，并通過介紹伽利略對自由落體的研究，體會科學研究方法對物理學發(fā)展的作用。物體的下落運動是日常生活中最為常見的現(xiàn)象，學生對物體的下落運動已有自己的認識，這可以成為教學的起點，通過實驗和科學的辨析，認識自由落體運動的規(guī)律。自由落體運動是勻變速直線運動的一個重要實例，通過自由落體直線運動規(guī)律的研究，加深對勻變速直線運動規(guī)律的理解。另外，在學習過程中要讓學生逐步體會伽利略的“提出假設--數(shù)學推理----實驗驗證----合理外推”的研究方法，伽利略對自由落體的研究開創(chuàng)了科學的實驗方法，促進了物理學的發(fā)展,為人類認識自然提供了一種重要的研究方法.因此，伽利略對自由落體的研究是方法教育和情感教育的好素材，教學過程還應讓學生感受科學家的探索精神。

2、教學目標（1）用理想化的方法比較重力與空氣阻力的大小，識別自由落體運動；（2）通過實驗探究認識自由落體運動特點和規(guī)律，體驗物體下落的快慢，了解生活中物體的下落運動；（3）體會伽利略研究自由落體運動的科學思維方法，學習科學家的探索精神。（4）體會實驗在物理問題研究中的作用。

一、背景和教學任務簡介一、背景和教學任務簡介3、教學重點和難點：

重點：認識自有落體運動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運動，并能運用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體運動的問題

難點：通過實驗得出規(guī)律，自由落體運動中不同物體下落的加速度都為g，自由落體是一種勻變速直線運動。

（由于沒有學習牛頓第二定律，所以這個難點只能通過實驗進行，而且難度比較大，同時建議老師們在學完牛頓第二定律之后，拿出一點點時間，對物體的受力、運動進行再分析，以加深學生的理解。）二、案例設計（一）新課的導入：師：請同學們從生活經(jīng)驗出發(fā)對物體下落快慢情況提出自己的看法，并舉例說明。

（說明：讓學生展示對物體下落已有的經(jīng)驗認識，并引導學生注意觀察身邊物理現(xiàn)象，體會到物理知識就在我們身邊，感悟物理規(guī)律研究的價值。）

二、案例設計（一）新課的導入：預測：學生對物體下落的認識可能有下面幾種：1.重的物體下落快；例如：小石塊下落的比樹葉快2.輕和重的物體下落一樣快；例如：小石塊和小紙團下落的一樣快3.體積小的物體下落的比大的物體下落快；例如：小球下落的比氣球快4.物體在下落過程中，速度越來越大；例如：小石塊下落5.……

二、案例設計（一）新課的導入：

師：同學們提出的這些看法從每個實例上看都是正確的,那么為什么物體下落有這些相互矛盾的結(jié)論呢？是什么原因造成的？

（說明：讓學生對已有觀點進行分析和比較，提出新的問題，然后對新問題進行進一步的研究。對已有現(xiàn)象和結(jié)論進行進一步的思考和分析是科學研究的起點。）二、案例設計（一）新課的導入：預測：學生分析出的原因可能是：1.有沒有受到空氣阻力；2.空氣阻力和物體的重力。

3…….二、案例設計（一）新課的導入：師：當物理現(xiàn)象可能與幾個因素有關(guān)時如何研究下去？可通過實驗進行進一步的研究；也可以通過科學的推理進一步研究。下面先通過實驗來研究阻力和重力對物體下落的影響。請同學們針對這個問題設計實驗。（說明：對于遇到的問題和困難如何進一步研究下去，這是要讓學生體會的，因此在學習中不要只給學生唯一正確的方法和過程，讓學生嘗試中體驗成功和失敗的快樂。）二、案例設計（一）新課的導入：預測：學生提出的實驗方案可能是：1.拿兩張相同的紙張，一張揉成紙團，另一張不變；讓它們一起下落。那么觀察到現(xiàn)象來說明空氣阻力對物體下落的影響。（空氣阻力阻礙物體向下運動，沒有阻力情況下物體運動的快）

2.拿重量不一樣的木球和和鐵球，讓它們一起下落。拿重量不一樣的紙片和硬紙片讓它們一起下落。這組實驗發(fā)現(xiàn)在有空氣阻力和沒有空氣阻力的情況下物體下落情況不一樣。3.……

二、案例設計（一）新課的導入：師：從同學們的實驗可以得出什么結(jié)論？（說明：以往結(jié)論往往是教師直接給出，沒有給學生思考總結(jié)的時間，這樣學生的實驗只流于形式，沒有達到揭示通過實驗揭示現(xiàn)象本質(zhì)的功能，同時也不能給學生帶來研究問題的樂趣。）二、案例設計（一）新課的導入：預測：學生對實驗現(xiàn)象的觀察和思考可能得出的結(jié)論是：1.空氣阻力對物體下落是有影響的，同一物體受到空氣阻力時運動的較慢；2.當有受到空氣阻力時物體下落還與物體重力有關(guān)3.當物體在沒有受到空氣阻力的情況下，物體下落的快慢似乎與重力無關(guān)4.……

（由于學生沒有學習受力分析，沒有學習牛頓第二定律，因此要想真正搞懂影響物體下落的因素是很困難的，因此建議老師們在講完牛頓第二定律后一定拿出一點時間給學生提示，還學生一個明白?。┒?、案例設計（一）新課的導入：師：從以上討論中，我們可以發(fā)現(xiàn)空氣阻力對物體下落的確有影響，而且較為復雜，日常生活中許多物體下落時受到的空氣阻力很小,與物體的重力比較小的很多,常?？梢院雎圆挥嫞覀兘裉炀褪茄芯吭跊]有空氣阻力的情況下物體的下落情況，這種運動就叫自由落體運動。

二、案例設計（二）自由落體運動：

1、輕、重物體自由落體運動的過程運動情況一樣------下落的一樣快二、案例設計（二）自由落體運動：教師通過牛頓管演示實驗來證實在沒有空氣阻力的情況下，輕、重物體下落情況一樣。實驗裝置如下圖所示，在一根長約1.5m的玻璃管中，放入一些形狀和重力均不同的小物體，如羽毛、金屬片、軟木塞、小玻璃球等。演示實驗時按如下步驟：（1）不抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過來，觀察物體下落情況（2）抽去玻璃管中部分空氣，將玻璃管倒立過來，觀察物體下落情況（3）繼續(xù)抽去玻璃管中空氣，再將玻璃管倒立過來，觀察物體下落情況在二、案例設計（二）自由落體運動：師：從該實驗中，同學們看到什么現(xiàn)象，從這些現(xiàn)象中說明了什么問題？

（說明：演示實驗的功能是為了揭示現(xiàn)象的本質(zhì)，提高學生學習的興趣；演示實驗中如何提高學生觀察的興趣是教師在完成實驗過程中要考慮的；本演示實驗并沒有一下就做“真空”情況下，物體下落的情況；而是不斷地抽出玻璃管中的空氣，觀察減小物體下落阻力，物體的運動情況；這樣每次實驗現(xiàn)象均不相同，有利于形成科學的觀察習慣和觀察敏銳性。）二、案例設計（二）自由落體運動：預測：學生可能的觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論1.玻璃管中空氣越少，那么物體運動快慢越一致2.可以推出在沒有空氣阻力的情況下，輕、重物體下落的一樣快

二、案例設計（二）自由落體運動：在學生得出不同物體自由落體運動情況一樣后，教師介紹伽利略是如何對亞里士多德對物體下落的研究結(jié)論產(chǎn)生懷疑，通過推理進行進一步分析得出輕、重物體下落是一樣快的。分析方法如下：在古希臘哲學家，亞里士多德認為物體下落的速度與物體所受的重力大小成正比，即重物比輕物先落地。伽利略用亞里士多德的觀點推出了互相矛盾的結(jié)果。他說如果重的物體先落地，那么把輕的物體和重的物體栓在一起，那么它比重的物體還重，根據(jù)亞里士多德的觀點它下落的地面的時間應比重的物體短；但我們再根據(jù)亞里士多德的觀點，重物下落的比輕物快，那么在下落過程中，重物會受到輕物的牽扯而變慢，輕物會受到重物的牽扯而變快；那么拴在一起的物體下落的速度應比重物下落的速度慢；這樣伽利略就用亞里士多德的觀點推出兩個互相矛盾的結(jié)論，這說明亞里士多德的觀點是有缺陷的，因此伽利略認為輕、重不同的物體它們下落的速度是一樣的。為了說明他對物體下落的結(jié)論是正確的，據(jù)說他在比薩斜塔上把木球和銅球同時下落，發(fā)現(xiàn)它們幾乎同時落地。伽利略利用科學的思辨方法指出了亞里士多德對物體下落的觀點的矛盾通過實驗揭示了物體自由落體運動的規(guī)律。

二、案例設計（二）自由落體運動：2、自由落體運動的加速度師：自由落體運動的規(guī)律都相同，用什么物理量來表示自由落體的運動規(guī)律呢？（說明：在研究得出輕、重不同的物體自由落體運動的一樣快后，學生很可能會產(chǎn)生這樣的疑問，為什么輕重物體下落的會一樣快？其內(nèi)在原因是什么？產(chǎn)生這樣的疑問是非常好的，對這個問題的思考和討論正是揭示了力和運動之間的關(guān)系。但并不是本節(jié)課研究的主要問題；因此在此處，教師通過問題把學生的思維引導到研究自由落體運動規(guī)律這方面。如果學生有這方面的疑問，教師應給以積極的肯定，并且鼓勵學生可課后給以解決。

）二、案例設計（二）自由落體運動：預測：學生對老師提出的問題可能的答案是1.用物體的速度來表示2.用物體的運動加速度來表示

引導學生認識到：如果知道物體運動的加速度就能知道物體的運動速度的變化規(guī)律，知道物體的速度變化規(guī)律就能知道物體的位置變化規(guī)律，因此只要知道物體的運動加速度（和運動初速度）就能知道物體的運動規(guī)律。師：那么如何測得自由落體運動的加速度呢？請思考測量重力加速度的實驗方案？（說明：自由落體運動是勻變速直線運動的一個實際例子，本節(jié)課目的不僅要讓學生認識到自由落體運動的規(guī)律，而且還要通過對自由落體運動的研究來加深對勻變速直線規(guī)律的掌握和應用。因此可讓學生利用所學勻變速直線來設計來研究自由落體運動的運動規(guī)律。）二、案例設計（二）自由落體運動：預測：學生設計的實驗方案可能是：1.讓小球從高為h下落，測出下落所用時間t；那么自由落體運動的加速度為（此種方法由于物體自由落體運動很快，因此時間的測量較難；此種方法并不可行）2.利用打點計時來測量自由落體運動的加速度（重物重力應較大，這樣才能使重物在下落過程中受到的阻力可以忽略不計，本實驗容易實現(xiàn)）3.利用閃光照片來測量自由落體運動的加速度（本實驗實驗誤差最小，但不容易在課堂上實現(xiàn)，但這種方法教師應該給予介紹）

在學生交流討論實驗設計的方案中，應讓他們對各種方案闡述自己的觀點，反思方案中的問題。老師可根據(jù)教學實際情況安排實驗（打點計時器實驗）或直接給出打點器打出自由落體運動的紙帶（或自由落體運動的閃光照片），讓學生分析得出測量出自由落體運動的加速度------重力加速度。教師在學生算出重力加速度后，教師可以提供不同緯度上的重力加速度，讓學生發(fā)現(xiàn)地球不同緯度的重力加速度是不一樣的，它會隨緯度的增大而增大。（這點可以在學習萬有引力定律后給出更好，因此教師可以根據(jù)學生情況自行取舍；如果學生能提出為什么重力加速度會隨緯度的增大而增大？那么老師應給以肯定，鼓勵學生探究其產(chǎn)生的原因）二、案例設計（二）自由落體運動：3、自由落體運動的規(guī)律師：對于勻變速直線運動，我們在本章學習了他們的規(guī)律并用公式來描述它。據(jù)勻變速直線運動導出自由落體運動規(guī)律

（1）速度公式：V＝V0＋at————V＝gt（2）位移公式：X＝V0t＋at2————X＝gt2（3）位移速度公式：Vt2－V0

2＝2aX——Vt2＝2gX二、案例設計（二）自由落體運動：4、自由落體運動規(guī)律的應用1、做好典型例題（學生對于自由落體運動不會處理的一個重要原因就是沒有很好的挖掘這個典型例題）一質(zhì)點從h高處自由下落，經(jīng)過最后196m所用時間是4s，若空氣阻力不計，求物體下落的總時間t和下落的總高度h（g＝9.8m/s2）二、案例設計（二）自由落體運動：4、自由落體運動規(guī)律的應用生活中許多物體的下落都可以看成自由落體運動：2.請同學們估算從三樓涼臺上下落的花盆，經(jīng)過多長時間到達地面，到達地面速度多大？3.請同學們利用刻度尺設計測量人的反應時間

（說明：在應用物理規(guī)律時，不僅要做鞏固性練習，而且要結(jié)合實際問題情景讓學生在做的過程體驗如何應用物理知識解決問題特別是方案設計的討論有助于促進學生各方面的發(fā)展，提高學生學習的興趣。這個問題學生可在課堂完成也可在課后完成。）

三、設計思路

本節(jié)課教學設計不僅注重學生新知識的形成過程，讓學生在學習知識的同時體會如何進行科學的思維和實驗；而且在教學過程中注重調(diào)動學生自主學習的積極性和主動性，教學設計注意體現(xiàn)物理學的價值，在教與學的過程中促進學生科學的價值觀和世界觀的形成。本設計從學生日常生活中的例子出發(fā)引導學生進一步的思考、發(fā)現(xiàn)問題，然后通過實驗揭示問題的本質(zhì)；在此過程中留給學生獨立的觀察、思考和實驗的空間和時間，學生在學習的過程中充滿問題意識和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的探究能力。在得出自由落體運動規(guī)律之后老師們不要僅僅利用自由落體運動公式解決自由落體運動，而應該利用身邊常見的現(xiàn)象來應用自由落體規(guī)律，不僅有趣而且突出體現(xiàn)生活中的物理，讓學生體驗到物理現(xiàn)象就在身邊，物理知識不僅有趣，而且還是很有價值的。

謝謝！二O一三年八月長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。努力，終會有所收獲，功夫不負有心人。以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以明得失。前進的路上，要不斷反思、關(guān)照自己的不足，學習更多東西，更進一步。窮則獨善其身，達則兼濟天下?，F(xiàn)代社會，有很多人，鉆進錢眼，不惜違法亂紀；做人，窮，也要窮的有骨氣！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有堅忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修煉才華和能力，更重要的是要能堅持下來。士不可以不弘毅，任重而道遠。仁以為己任，不亦重乎?死而后已，不亦遠乎?心中有理想，腳下的路再遠，也不會迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，雖久不廢，此謂不朽。任何事業(yè)，學業(yè)的基礎，都要以自身品德的修煉為根基。飯疏食，飲水，曲肱而枕之，樂亦在其中矣。不義而富且貴，于我如浮云。財富如浮云，生不帶來，死不帶去，真正留下的，是我們對這個世界的貢獻。英雄者，胸懷大志，腹有良策，有包藏宇宙之機，吞吐天地之志者也英雄氣概，威壓八萬里，體恤弱小，善德加身。老當益壯，寧移白首之心；窮且益堅，不墜青云之志老去的只是身體，心靈可以永遠保持豐盛。樂民之樂者，民亦樂其樂；憂民之憂者，民亦憂其憂。做領(lǐng)導，要能體恤下屬，一味打壓，盡失民心。勿以惡小而為之，勿以善小而不為。越是微小的事情，越見品質(zhì)。學而不知道，與不學同；知而不能行，與不知同。知行合一，方可成就事業(yè)。以家為家，以鄉(xiāng)為鄉(xiāng)，以國為國，以天下為天下。若是天下人都能互相體諒，紛擾世事可以停歇。志不強者智不達，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越強，相應的，逼迫自己所學的，也就越多。臣心一片磁針石，不指南方不肯休。忠心，也是很多現(xiàn)代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。為人謀而不忠乎?與朋友交而不信乎?傳不習乎?若人人皆每日反省自身，世間又會多出多少君子。人人好公，則天下太平；人人營私，則天下大亂。給世界和身邊人，多一點寬容，多一份擔當。為天地立心，為生民立命，為往圣繼絕學，為萬世開太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老將至，貧賤于我如浮云。淡看世間事，心情如浮云天行健，君子以自強不息。地勢坤，君子以厚德載物。君子，生在世間，當靠自己拼搏奮斗。博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之。進學之道，一步步逼近真相，逼近更高。百學須先立志。天下大事，不立志，難成！海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛做人，心胸要寬廣。其身正，不令而行；其身不正，雖令不從。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不憂，勇者不懼?！闭嬲M者，不會把時間耗費在負性情緒上。好學近乎知，力行近乎仁，知恥近乎勇。力行善事，有羞恥之心，方可成君子。操千曲爾后曉聲，觀千劍爾后識器做學問和學技術(shù)，都需要無數(shù)次的練習。第一個青春是上帝給的；第二個的青春是靠自己努力當眼淚流盡的時候，留下的應該是堅強。人總是珍惜未得到的，而遺忘了所擁有的。誰傷害過你，誰擊潰過你，都不重要。重要的是誰讓你重現(xiàn)笑容。幸運并非沒有恐懼和煩惱；厄運并非沒有安慰與希望。你不要一直不滿人家，你應該一直檢討自己才對。不滿人家，是苦了你自己。最深的孤獨不是長久的一個人，而是心里沒有了任何期望。要銘記在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一個過往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福卻很短暫。一個人的價值，應該看他貢獻什么，而不應當看他取得什么。做個明媚的女子。不傾國，不傾城，只傾其所有過的生活。生活就是生下來，活下去。人生最美的是過程，最難的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真愛，最后悔的是錯過。兩個人在一起能過就好好過！不能過就麻利點分開。當一個人真正覺悟的一刻，他放下追尋外在世界的財富，而開始追尋他內(nèi)心世界的真正財富。人若軟弱就是自己最大的敵人。日出東海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不轉(zhuǎn)牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。烏云總會被驅(qū)散的，即使它籠罩了整個地球。心態(tài)便是黑暗中的那一盞明燈，可以照亮整個世界。生活不是單行線，一條路走不通，你可以轉(zhuǎn)彎。給我一場車禍。要么失憶。要么死。有些人說：我愛你、又不是說我只愛你一個。生命太過短暫，今天放棄了明天不一定能得到。刪掉了關(guān)于你的一切，唯獨刪不掉關(guān)于你的回憶。任何事都是有可能的。所以別放棄，相信自己，你可以做到的。、相信自己，堅信自己的目標，去承受常人承受不了的磨難與挫折，不斷去努力、去奮斗，成功最終就會是你的！既然愛，為什么不說出口，有些東西失去了，就在也回不來了！對于人來說，問心無愧是最舒服的枕頭。嫉妒他人，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人當人；在人之下，要把自己當人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待陽光，人就會從卑微中站起來，帶著封存夢想去擁抱藍天。成功需要成本，