《自由落体》教学设计文档格式.docx
《《自由落体》教学设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《自由落体》教学设计文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果如何？
两块石头的整体下落的速度应小于大石头的速度，而大于小石头的速度。
）④这与重的物体先落地的结论矛盾。
请一个学生来做个实验：
半张纸揉成的纸团和一大张纸片同时从同一高度下落情况，请同学观察。
（纸团比纸片下落快，轻的物体还下落的快。
）
（设计说明：
上述方法也是我们研究问题的方法，利用粗象的逻辑推理或做实验验证。
这样看来，重的物体有时下快，有时轻的物体下落的快。
请同学们比较一下上面的几个实验并讨论是什么原因导致这样的结果。
2．分析引导：
（1）教师指出：
上述实验现象表明物体下落快慢与轻重无关，是因为有空气阻力存在使现象变得复杂。
在17世纪，伽利略曾做过著名的比萨斜塔实验，实验发现：
质量不同的铁球和木球几乎同时落地。
（2）提问：
如果没有空气阻力，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何？
（3）演示：
按教材要求做“牛顿管”实验。
3．总结归纳：
（1）牛顿管实验结论：
质量不同的羽毛硬币等物体在没有空气阻力的情况下，下落的快慢是相同的。
并比较一下牛顿管放入空气后的实验现象，引出自由落体运动的定义。
自由落体运动是一种什么运动呢？
我们会猜想它会不会就是初速为零的匀变速直线运动呢？
这样需要来证明才能确定。
（2）指导学生看“自由落体运动的频闪效果”的插图。
提问：
要证明是匀变速直线运动的方法？
（方法一：
利用连续相邻相等的时间内的位移差
为定值进行推导。
方法二：
证明连续相邻相等的时间内位移之比是连续的奇数比。
）（设计说明：
这种方法先猜想后用实验验证的方法也是科学家研究问题的一种方法。
）
（3）分析频闪照片，分析出自由落体运动是加速运动，进而指出，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
（4）结论：
自由落体运动的性质：
初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1．分析引导：
在同一地点，从同一高度同时下落的物体，下落到同一位置时（这个位置是任意的）所用时间总是相同的。
可知：
这些初速度为零的匀加速运动，在相同时间里发生了相等的位移，由
知，它们的加速度必相同。
2．让学生看书，记住重力加速度的方向，了解一些地区的重力加速度的数值。
并让学生比较与前面学到的g的数值大小，并强调这个重力加速度就是前面我们学到的常数g。
3．让学生根据匀变速运动的公式，推导出自由落体运动的公式：
，
。
若学生基础较好，可根据自由落体频闪照片，用分析纸带的方法由
粗算一下自由落体加速度。
三、例题
例 《北京晚报》报道：
一小孩从15m高的楼层掉下，被下面的一位叔叔伸开双臂接住化险为夷，幸免于难，试求：
（1）该小孩在空中下落的时间为多少？
（2）该叔叔接住小孩时，小孩的速度为多少？
四、课后探究
测自己的反应时间：
（请学生说明这样测量的理由。
并要求学生课后测量一下自己的反应时间。
现场可测几个同学的反应时间。
让学生自己参与，既活跃了课堂气氛，又让学生加深了印象，可以让学生在玩的过程中学到了知识，这样会收到很好的效果。
五、课后思考题
1．想测出一幢楼的高度，你用所学过的知识设计测量方案。
（请学生来思考作答）
2．一个物体从塔顶自由下落，在到达地面前最后1秒内的位移是整个位移的9/25，求塔高。
（指导学生，让学生自己解答）
六、板书设计
（一）自由落体运动
1．定义：
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
2．条件：
（1）只受重力作用。
（2）从静止开始下落。
3．性质：
（二）自由落体加速度
1．方向：
竖直向下。
2．大小：
通常取g=9．8m/s2，有时g=10m/s2。
相关因素：
（1）随纬度的增加而增大。
（2）随高度的增加而减少。
七、教学反思
首先，本节课最重要是对一些科学研究方法的教学，若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学物理研究方法的教学，则这堂还不能算是一堂成功的课。
其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己做实验探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。
另外，这节课要注重把实验做好，如果实验不成功，这节课就如同让学生去死记几个结论了，效果不好。
“自由落体运动”教学案例
【教材分析】
“自由落体运动”选自高一《物理》第二章“直线运动”的第八节，在学生认识了匀变速直线运动，掌握了匀变速直线运动的规律之后，课本把该节放在本章的最后一节，把自由落体运动作为初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这样有利于学生形成知识的结构，避免死记公式。
本节教学的重点和关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度g，学生由于受日常经验的影响，对重的物体落得快，轻的物体落得慢印象很深，所以做好演示实验十分重要，除了牛顿管的实验之外，还可以做一些小实验，使学生明白，日常见到的现象是因为受到空气阻力的影响的缘故，对“如果物体只受到重力，不同物体的加速度相同”有深刻的印象。
【教学设想】
教学时间为一课时，整节课的教学设计围绕“实验现象──发现问题──探究问题──解决问题”的主线展开：
→科学的抽象、推测（真空中，如何?
）→实验验证（牛顿管演示）
→得出结论（自由落体定义）→问题提出（自由落体运动规律如何?
通过这一系列的活动，调动学生自主学习的积极性，并使学生对科学探究有一定的了解。
开始的小实验很重要，是科学探究的入口处，所以教师一定要把握好演示的技巧，然后引导学生层层深入，激发学生的好奇心，使他们产生强烈的求知欲，积极主动地去探究问题。
【教学准备】
小钢球、牛顿管、纸片、铁架台、电火花计时器、重物、纸带、直尺、课件。
【教学过程】
一、导入新课
师：
我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由三个公式体现出来（投影）。
今天我和大家一起来研究一个匀变速直线运动的实例──自由落体运动。
同学们对“自由落体运动”其实并不陌生。
（演示实验：
将小钢球由高处静止释放，指出小钢球的运动就是自由落体运动。
那么除了小钢球的下落外，还有哪些运动是自由落体运动?
自由落体运动有什么样的特点和规律?
这节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学
1．什么是自由落体运动?
让一张纸片与小钢球同时自由下落，可看到什么现象?
生：
钢球落得快。
对，这就是我们的生活经验，似乎很容易得出“重的物体比轻的物体下落得快”的结论，这也是公元前古希腊哲学家亚里士多德的观点。
这个观点使人们在错误的结论下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略为证明亚里士多德观点的错误，做了大量的实验。
他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两球由静止同时下落，据亚里士多德的观点，重球应该先落地，但实际上两球同时落地。
请再看演示实验，把刚才的纸揉成团，和小钢球由静止落下，同学们再观察。
几乎同时落地。
同一张纸，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢?
这是因为空气阻力的影响，把纸揉成团，所受的空气阻力要比纸片所受的空气阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。
如果把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，现象如何呢?
让我们做一个实验。
我这里有一个长约1米，一端封闭、另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等，放在玻璃管里。
1．打开开关，管里有空气，把玻璃管倒立过来，现象如何?
这些物体下落的快慢不同。
2．把管里的空气几乎全部抽出，会如何?
下落的快慢相同。
可见导致物体下落有快有慢的原因是空气有阻力。
指出在真空条件下，小物体的运动就是自由落体运动，请同学们据刚才的过程、结论，给“自由落体”下一个定义。
真空中，只受重力，物体从静止竖直下落。
小结Ⅰ：
物体只有在重力下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。
这种运动只有在没有空气的空间里才能发生；
在有空气的空间里，如果空气的阻力作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以看作是自由落体运动。
像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。
在空气中，比如小钢球、小粉笔头、小纸团等，它们所受空气阻力相对于它们的重力可忽略，所以他们从静止开始下落运动也是自由落体运动。
空气中的纸片从静止下落的运动是自由落体运动吗?
（演示）
不是，因为纸片所受的空气阻力相对于它的重力不可忽略。
小结Ⅱ：
在同一地点，所有物体的自由落体运动是相同的，像刚才牛顿管里的金属片、小羽毛的运动是相同的；
空气中小钢球、纸团的自由落体运动也是相同的。
2．自由落体运动的性质
从上面的实验及分析可知：
自由落体运动是v0=0的加速运动，是什么样的加速运动呢?
通过实验来研究。
（学生分组实验：
重物自由下落，用打点计时器打一纸带。
通过分析纸带能否确定自由落体运动是否为匀加速直线运动?
能。
请分组完成测量工作，然后据测量结果，告诉我你们的结论。
（投影）
s1=?
s2=?
s3=?
s4=?
s2-s1=?
s３-s２=?
s４-s３=?
误差允许的范围内s2-s1=s3-s2=s4-s3=Δs=?
自由落体运动是匀加速直线运动。
能不能求出其加速度呢?
能，由Δs=at2，得a=?
（分组完成，分别说出结果。
这个实验便于操作，却很粗糙，人们发明了许多先进的实验手段来研究自由落体运动，这里，我给大家介绍一种较先进的方法──频闪照相法。
（看投影：
这是自由落体运动（小球）的频闪照相的照片，照片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的，类似纸带的分析我们可以较准确地求出小球的加速度。
小结：
通过以上分析，我们不难得出自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，而且在同一地点，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，通常用g表示。
请同学们阅读教材第37页表格内容，得到什么知识?
地球上不同的纬度，g值随纬度的增加而增加，通常g值取9．8m/s2，有时粗略计算也取10m/s2，g的方向竖直向下。
3．自由落体运动的规律
既然自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，请同学们推出其速度公式，位移公式以及位移速度公式。
推出vt=gt s=（1/2）gt2 v2t=2gs
这节课主要是了解自由落体运动的条件，知道自由落体运动就是初速度为0的匀加速直线运动，推出了运动规律的三个公式，希望同学们与以前的知识联系起来，灵活地运用。
《牛顿第一定律》教学设计
一、设计思想
物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。
让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。
所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。
本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。
另外，实验的验证是本节课必需要的。
适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。
先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。
然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。
二、教材分析
牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。
与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。
另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。
惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。
新课标中本节内容对学生有以下基本要求：
1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。
2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。
3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。
4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。
5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。
6．运用惯性概念，解释有关实际问题。
在发展要求中：
1．了解运动学和动力学研究角度的差异。
2．会识别惯性系与非惯性系。
三、学情分析
本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。
对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。
在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。
许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。
四、教学目标
1．知识、技能目标
（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。
（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。
2．能力、方法目标：
培养学生严谨的逻辑推理能力；
通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。
善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。
3．情感、态度目标：
让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。
五、重点难点
本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。
六、教学策略与手段
探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。
七、课前准备
自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。
八、教学过程
1．创设情景、新课引入
引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：
①警察叫司机系安全带，为什么？
②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？
演示一个惯性现象的小实验：
用棒敲打叠放的象棋子。
通过生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。
2．历史回顾、新课教学
首先让同学看一个实验：
用手推车，车前进，停止用力，车停止。
设问：
生活中还有哪些类似此类的现象？
（由学生思考后回答）
学生答：
可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。
静止的秋千用力时，它会摆动起来。
停止用力时，它会最终停下来。
等等）
历史的回顾：
1．亚里士多德观点：
力是维持物体运动的原因
在得出亚里士多德的观点后，设问：
你认为这个观点有什么问题？
学生思考后回答
学生也许有不同的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。
在学生提出的观点后指出：
亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出：
力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。
指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。
2．伽俐略的观点：
物体运动不需要力
说明：
爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。
也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断。
现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。
引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？
（组织学生进行相互讨论思考：
然后叫几组学生代表发言）
给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。
结论：
引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：
摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。
介绍伽俐略创造的“侦察”方法：
理想斜面
这个想法是如何产生的呢？
伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：
这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：
若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。
（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：
主要是为了理解伽俐略的思想）
（2）再用视频动画演示理想斜面实验
通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。
由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。
尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。
但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：
实验：
气垫导轨上物体近匀速的运动
视频观看：
目前的一项体育项目——冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。
最后总结（投影）①伽俐略理想实验对科学研究的意义。
②介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。
在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。
让学生意识到：
一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。
至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。
3．与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：
如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。
他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。
强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。
3．定律的学习、理解
在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。
牛顿第一定律（惯性定律）：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。
投影介绍牛顿——经典力学之父的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。
对定律的理解指出：
①物体运动不需要力。
（不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止）
②力是改变物体运动状态的原因。
思考与讨论：
从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。
但是这种“本领”的大小是不一样的。
物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？
请大家通过实例进行分析。
由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。
指出：
把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
在此基础上，再提以下设问：
设问一：
是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？
变速的物体有没有惯性？
（由学生思考、回答）
设问二：
液体、气体有没有惯性？
在学生思考后：
观看装水的气球破后，水还要维持原来的状态
得出：
惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。
投影通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生回答分析）
问题：
被踢出的冰块，在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动，冰块受不受向前的作用力？
4．定律的应用
视频：
铁锹扬沙（设问：
为什么沙可以被扬出？
由学生回答）
实验演示车运动碰到障碍物后停止，车上物体反倒。
（要求解析车停后，车上物体反倒的原因）
你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？
在学生举出一些惯性的实例后，看两段视频材料：
人在车上抛球，最后落回地面（可结合此理解为什么地球在自转，人起跳后还能落回原地）
汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性（呼应课题引入时司机为什么要系安全带）
最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。
九、知识结构
十、作业设计
问题与练习1．2．3．4。
问题研讨
因为本节内容在初中已有接触，所以在本节课的设计中，我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料，先由两三个学生上讲台对本节内容作讲解，最后老师以总结者的身份来点评和补充。
升级会员 