探究自由落体运动教学设计

一、课标要求

（1） 通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动

（2） 经过匀变速直线运动的实验研究过程，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用

二、教材分析、学生分析

自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，是一种典型的匀变速直线运动。教材把该运动作为Vo=0，a=g的匀加速直线运动的特例来处理，使学生形成知识结构，避免死记公式，从而达到培养能力的目的。

该节教材重点和关键在于说明“如果物体只受重力，不同物体加速度相同”为了消除日常生活经验的影响，要精心设计演示实验，让学生边观察、边思考，使学生明确下落的快慢跟哪些因素有关。

三、教学目标

1. 知识与技能

（1） 理解什么是自由落体运动，知道影响物体下落的因素，理解它是初速度为零的匀加速直线运动

（2） 知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同

（3） 掌握自由落体运动的特点和规律，并会运用规律解决实验问题

2. 过程与方法

（1） 引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度随纬度变化的规律

（2） 通过对落体运动的实验探究，初步学习使用控制变量法

3. 情感态度与价值观

（1） 通过使用研究，激发学生学习兴趣，增强求知欲

（2） 通过提问、鼓励，启发学生的积极参与和大胆发言，增进师生感情，促进课堂和谐

（3） 渗透研究自然规律的科学方法，培养学生的科学人生观

四、教学重点、难点分析及解决

1. 重点：自由落体运动的特点和规律

2. 难点：物体下落快慢和所受的重力无关

3. 解决：通过观察实验、分析实验，从而达到解决问题的目的

五、教学方法

实验观察法；启发式教学；实验验证

六、教学用具

硬币、牛顿管、纸片、两张相同的纸等

七、课时安排

1课时

八、设计思想

本节教学设计以实验探究为主线，充分展现隐含在本节内容中的科学探究方法和科学思维方法。创设贴近学生实际生活的问题情景，激发了学生的兴趣，体现物体与社会、物理与生活等方面的联系。首先“创设情景”在情景中“提出问题”，在实验中“观察思考”，自主进行试验探究，论交流得出初步结论。“提出设想”，再进一步通过实验验证设想，最后归纳总结

九、教学过程

（一） 新课引入

教师：同学们观察过物体下落的运动吗？

录像演示：1.成熟的苹果从空中落下；2.建筑工地上的砖头从空中下落；3.屋檐下的雨滴下落。

教师：观察并指出以上物理情景中相似的运动特点

学生活动：观察、思考、交流、总结

得出：画面中的物体都是从高处落到低处

教师：答得好。画面中的物体都是从高处落到低处。这类下落的运动称为落体运动。这节课我们一起来研究落体运动的规律。

探究：是不是重的物体下落快？

学生活动：有说重的下落快，有说同时落到并指出受到空气阻力的影响，但个别说轻的快，没有得到统一的结论

教师：实践是检验真理的唯一标准。那么我们就通过实验来验证。

秋天到了，树叶和苹果从树上落下，谁下落得快些？

学生：苹果下落得快

教师：原因是什么呢？

学生：重的物体下落快

教师：那么如果一个带着树叶的苹果和不带树叶的苹果同时下落，谁下落快些呢?

学生活动：思考、交流

没有统一答案，说哪个都有

教师：树叶对苹果有阻碍下落的作用，带树叶的苹果应该比不带树叶的苹果慢些，可是带树叶的苹果要重些，不是重的下落快吗？这不就矛盾了吗？物体下落的快慢是不是由重来决定呢？影响因素是什么呢？我们这节课将进一步探究

（二） 进行新课

演示1：一枚硬币（一元）与硬币面积相同的纸片等高下落，比较下落快慢

现象：硬币下落快

结论：重的物体下落的快

演示2：两张相同的纸，剪去其中的一张的一部分，然后揉成团，让它们同时下落。

现象：纸团下落的快。

结论：轻的物体下落快。

教师提问：为什么会由两种不同的观点呢？

演示3：取两张相同的纸，把其中的一张揉成团，再让它们同时下落。

现象：纸团先落地。

教师提问：等重的物体为什么下落快慢不同呢？

学生活动：思考与讨论。

物体下落的快慢与重力无关，物体下落快慢不同可能是空气阻力的影响。

教师：对，分析得很好，那么大家猜想在欧没有空气的情况下，不同物体下落的快慢如何呢？

学生活动：思考、交流、讨论。没有统一的答案。

演示4：牛顿管实验

把羽毛、纸片、硬币等放到牛顿管中（管口处），把管口塞住后，用抽气机抽气，接近真空状态下来观察，迅速把牛顿管倒立。

现象：同时下落，几乎同时落到管底。

教师引导分析：不同物体几乎同时落到官底，是因为牛顿管中的空气被抽走，不同物体在下落时几乎不受空气阻力，因而下落的快慢几乎相同。

猜想：如果没有空气阻力，不同物体下落情况怎么样？

学生：物体下落快慢应完全相同

教师：在空气阻力的影响下，不同物体下落的快慢变得复杂。我们首先研究最简单的落体运动，就是物体在只受重力的作用下从静止开始下落的运动，这就是自由落体运动

教师提问：同学们请从自由落体运动定义中找出其条件

学生：（1）只受重力的作用；（2）静止下落

教师：注意理解“自由”的含义

学生：只受重力，静止开始

教师：物体在实际生活中下落除了受自身的重力还受到空气阻力，因此自由落体运动其实是一种理想化的运动。实际生活中，如果空气阻力可忽略不计时，物体从静止开始下落九可以看作是自由落体运动。生活中由哪些例子呢？

学生：苹果坠地就可以看作是自由落体运动。羽毛的下落不能看作是自由落体运动

教师：回答好。下面我们来研究自由落体运动到底是哪一种运动？

学生：直线运动。

教师：是怎样的直线运动呢？是匀速直线运动呢？还是匀加速、匀减速直线运动呢？

让学生大胆猜测

提问：我们有什么方法可以用来判断物体运动性质的？

学生：看相等时间内的位移

教师提问：前面我们用什么实验方法的？

学生：打点计时器，分析纸带上的点迹，进而判断物体的运动性质

教师：回答得很好

演示：（1）把打点计时器固定在铁架台上，物体带着纸带作自由落体运动并打出一系列的点

（2）将带点的纸带放在食物展示台上和学生一起分析，选点用刻度尺读数，分析数据等

（3）教师引导要看是否是匀速直线，则必须比较相邻时间段内位移差ΔS=at²

学生活动，学生处理数据，归纳总结

归纳，在误差允许范围内，作自由落体运动的物体相邻时间段内位移差是一个衡量

教师总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

教师：研究运动不只有打点计时器，实验室还经常用到另外一种方法：频闪摄影

教师引导学生看书上的照片，并讲解求证时匀加速直线运动的方法

教师：同学们利用刚才的纸带能求出其加速度吗？

学生：可以

教师：什么方法

学生：用相邻时间段内位移差为衡量做

学生活动：动笔算得出结果

教师：由于实验的误差有大有小，同学们计算出的加速度不同，那么实际上羽毛和金属片下落一样快，加速度是相同的，遵义本地的加速度为9.79m/s2和自己的结果比较一下，看看相差多少？

教师：一般情况下自由落体加速度取g=9.8m/s2或g=10m/s2现在看到书上的表观察表上的加速度值，有什么规律

学生：纬度越高加速度越大

教师：对，而且离地球的高度越高，加速度越小，既然自由落体运动是匀加速直线运动，那么匀变速直线运动的规律都适用于自由落体运动

（三）自由落体运动的实际运用

1.测定反应时间；2.测楼高（作业练习八：1.2.3.4）

（四）课堂小结

1.自由落体运动是在重力作用下，从静止开始运动；2.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；3.在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度相同；4.匀变速直线运动规律均适用于自由落体。

板书设计自由落体运动

定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动

特点：1、V0=0，a=g

2、匀速直线运动

重力加速度g：方向：竖直向下

大小：①同一地点，g的数值相同

②g随纬度增大而增大，随高度增大而减小，一般地，g=9.8m/s2规律：Vt=gth=1/2gt2Vt2=2gh

教后随想

1. 这节课要纠正学生日常生活中的错误经验，从而学习自由落体运动的特点及规律，并初步要求学生能联系以前所学知识，灵活运用，并能解决一些简单的实际问题

2. 重视物理实验与物理思维，从生活情景中构建物理情景或模型，有利于学生将所学的科学知识与社会生活实际联系

3. 积极开展探究型学习

通过录象演示引出落体运动，进一步通过实验探究物体下落快慢的影响因数，设想在没有空气阻力的情况下是怎样的结果，通过牛顿管验证，然后总结出自由落体运动，通过打点计时器打纸带实验验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，用纸带上的数据得出加速度并分析加速度在不同的地方的变化情况以及自由落体运动规律，开发学生思维，适当介绍自由落体运用，最后总结。