“自由落体运动”的教学设计:自由落体运动公式

　　本节课的内容是人教版高一物理课本第二章第八节“自由落体运动”。 　　教学设计思想是现代教育更重视在教学过程中对学生的诱思探究指导。在本节的教学法中,要注意引导学生通过观察、分析、综合,自己得出结论,渗透物理学的分析解决问题的方法,使学生能力进一步提高。
　　本节知识中,自由落体运动的速度和位移随时间变化的规律是本节的重点,而理解不同物体在同一地点下落的加速度都相同,是重力加速度则是本节的难点。探究式教学可以采用“设定情景,提出问题”――“分析问题,提问假设”――“设计实验,验证假设”――“分析结论,得出结果”的程序设计课堂教学。
　　物理学史是一部人类的进步史,每一项重大的发现,都联系着社会,联系着人。在指导学生学习物理知识的同时,适当进行一些学史的介绍,潜移默化地对学生进行人文教育。
　　活动设计:课前设计制作好“测反应时间尺”(在一约50cm长的尺的一面标记上自由下落对应长度所用的时间,另一面朝向学生);
　　引问:“一般刻度尺是用来测量什么的?”
　　学生:“测长度。”
　　教师:“老师手中的这把尺很神奇,它不仅能测量长度,还能测量时间,并且能测出同学们的大脑反应时间,谁想知道自己的大脑反应时间是多少?可以用我的这把尺来测测。”
　　同学们一定想知道这把尺子为什么能测出你的反应时间,它的“奥妙”与我们今天所要认识和研究的一种运动密切相关,由此引入课题,激发起学生的好奇心,活跃课堂气氛。
　　实物演示:
　　①用绳子悬挂着的物体,如果绳子断了,物体会掉下来;
　　②树上的果实,成熟后会掉下来;
　　③手里捏着的粉笔,松开手后会掉下来。(演示)
　　教师引问:观察并指出以上情景中的物体相似的运动特点。
　　介绍:上述三种情景物体都做竖直下落运动,这类下落的运动称为落体运动,这节课我们一起研究落体运动是否具有一定的规律。
　　提出问题:落体运动的快慢与哪些因素有关呢?不同物体的下落运动,情况是否相同呢?
　　学生直觉经验:重的物体下落快――也是历史上亚里士多德认可的观点(简介亚里士多德)
　　演示:从同一高度同时释放石头和羽毛,再释放金属片和纸片。观察现象。
　　提出问题:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快?
　　学生分组进行实验探索,最后请学生演示(不同方案),并说明实验现象,得出结论:重的物体不一定下落得快。
　　介绍意大利物理学家伽利略的推理。
　　得出结论:物体下落的快慢不是由物体的轻重决定的。
　　进一步思考:如果没有空气阻力的影响,物体下落的图景是什么样子呢?
　　教师演示牛顿管。
　　教师讲有关落体运动的物理学史,正确认识从亚里士多德到伽利略的科学发展历程。
　　再看实验:把刚才的纸片揉成团,和小钢球由静止同时下落,同学再观察:
　　学生:几乎同时落地。
　　教师:同一个纸片,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?
　　提问:为何会出现这种现象呢?
　　引导:空气阻力的作用使问题变得复杂!
　　学生:这是因为空气的阻力的影响。把纸片揉成团,所受空气的阻力要比纸片所受空气的阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。
　　教师:这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论,给其下一个定义。
　　学生回答:物体只受重力从静止开始下落。
　　板书1:自由落体运动
　　(1)物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
　　(2)做自由落体运动的物体,在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。
　　教师:从实验中知道,自由落体运动是一种变速直线运动,那么自由落体运动是什么性质的运动呢?是一般的变速直线运动,还是匀变速直线运动呢?
　　学生:(部分)是匀变速直线运动.
　　教师:这样说有根据吗?你研究过吗?(反问),然后引导学生利用实验验证
　　学生活动:
　　教师讲述、提问:
　　在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示.g是矢量,方向总是竖直向下的.大家阅读书上的表格,从表格中你能发现什么,同一地点物体的g值都相同吗?有何规律?一般计算中取何值?粗略计算中取值为多少?
　　学生阅读回答:纬度越高,g值越大,而且都接近9.8m/s2。
　　教师活动:
　　教师通过大屏幕投影来说明重力加速度的大小、方向和随位置的变化规律.指出一般计算时取g=9.8m/s2,粗略计算中常取g=10m/s2.
　　板书3:自由落体加速度
　　(1)在同一地点,不同物体作自由落体运动时的加速度相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。
　　(2)赤道小,两极大。高山小,平地大。通常情况下g取9.8m/s2。
　　(3)重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,与重力方向相同。
　　归纳自由落体运动的规律:
　　学生思考并回答:
　　由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动,例题:1991年5月11日《北京晚报》报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹.设每层楼高是2.8米,这位青年从他所在的地方冲到一楼窗下需要的时间是1.3秒.请估计一下,他要接住孩子至多允许他有多长的反应时间?(将剪报与题同时投影至屏幕上)通过例题渗透思想品德的教育。
　　课后反思:
　　1.物理学是一门以实验为基础的自然科学。在实际教学工作中应给学生以主动探究、自主学习的空间。自由落体运动是一节比较适合采用探究式教学的内容,使学生在探究过程中获得知识、发展技能、培养能力特别是创新能力,在平时教学中应根据教材内容适当采用探究式教学。
　　2.本节课中,学生的主要学习任务是学生通过观察、实验、数据处理等研究过程,认识自由落体运动特点及规律,提高分析、推理等能力,通过探究影响物体下落快慢的因素,认识建立理想化模型,得到物理规律的科学方法。设计中裁减了对自由落体下落快慢的理论分析,大部分时间分配到对物体下落快慢的探究和自由落体纸带数据分析上,从而保证了学习任务的完成。
　　3.新课程的教学设计不能完全否定传统教学,而应取其精华,去其糟粕。在设计中,尽力将传统教学与新课程理念相结合,使学生在探究、实验、讨论的过程中获得知识,锻炼能力,提高课堂教学的有效性,充分体现学生的主动性。
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