2.1-探究自由落体运动教学设计【英德市第一中学】.doc

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1、2.1 探究自由落体运动英德市第一中学高一物理组 何院平 【课题】探究自由落体运动【课时】1个课时【教学内容分析】 1、教材内容 粤教版高中物理必修一第二章第一节探究自由落体运动，是本章的重点内容，同时也是后面学习匀变速直线运动的基础。从亚里士多德观点，经过实验探究，伽利略经过思考和探究得出物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关，我们也可以通过自己的设计方案验证，进一步进行“牛顿管实验”，学生通过观察和思考得出影响物体下落快慢的主要因素，再引出自由落体运动的概念。在通过用打点计时器或频闪照片记录自由落体运动轨迹，从纸带或频闪照片中分析自由落体运动的规律。结合相关的物理学史，初步了解近代实验科

2、学的产生背景，加强了物理思想方法的渗透，更加注重观察和实验探究能力的培养，以及物理模型的体会，使学生学会如何通过生活中的现象去探究事物本质规律的方法，也为下一节“自由落体运动规律”做铺垫。2、教材特色与处理：（1）.突出实验探究，注重让学生亲自参与、体会科学家的探究思想和方法，培养学生自主设计实验、分析数据、自主解决问题的能力；（2）.重视物理知识在生活中的实际应用。（3）.引导学生分组挖掘教材之外的资源，思考如何利用身边有限的条件进行落体实验探究，激活学生的物理思想和思维，提高学生的实验探究能力和创新能力。【教学对象分析】1. 学生是刚升高一，有一定的生活经验，有强烈好奇心的学生。学生的可塑

3、性很强，可以利用实验培养学生对物理的兴趣和学习物理的积极性。2. 学生知识基础：学生已经学习了时间、位移、速度、加速度等运动学的基本概念；学会了使用打点计时器和纸带记录物体运动信息。 3.学生的认识特点：学生有一定的理论知识、实验基础和实验技能，通过生活中司空见惯的树叶飘落、雨滴下落等落体运动，提高学生实验操作兴趣和概括性性认知兴趣，加深学生物理思想、物理思维、物理实验能力的认识。可以利用超越课本、超越老师的环节，让学生在探究中一次次体验超越和成功的喜悦。【教学目标】1.知识与技能（1）认识落体运动，知道影响物体下落快慢的因素；（2）理解自由落体运动是在理想条件下的运动；（3）能用打点计时器或

4、其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析2.过程与方法（1）了解前人探索落体运动规律的过程，让学生体会不同的探究模式，渗透物理思想、思维方法，培养观察力、想象力、思辨力、自主探究能力、物理联系生活的迁移能力；（2）通过对落体运动的自主实验探究，学习使用变量控制法，培养探求知识的能力；（3）通过伽利略的思考和实践，让学生接触进行科学研究的过程和科学方法；（4）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养交流、合作、组织、协调和表达能力；3.情感态度与价值观（1）通过史实，培养学生学会质疑的科学素养，形成科学的人生观和价值观。（2）在探究落体的过程中抽象出一种物理模型自由落体，渗透物理方法的教育。（3）

5、通过实验，提高学生的创新意识，培养学生的团队合作精神。【教学重点】探究落体运动的过程中渗透物理学史、物理思想方法，及自由落体运动的理解。【教学难点】如何探究物体下落快慢与物体质量、体积无关。【教学方法】探究法、讨论法、讲授法【教学器材】纸片、卡片、硬币、电火花打点计时器、直尺、纸带、重锤、铁夹、牛顿管等。【教学过程设计 】一、几点温馨提示师：同学们，进物理实验室做实验，我提几点：1. 进入实验室，请安静的听老师指令，先检查桌面上的仪器齐不齐全后填写实验登记表；2. 按实验要求，思考后再动桌面上的器材；3. 做实验时注意安全，特别是电火花打点计时器，220V交流电压；4. 请保持实验室环境干净整

6、洁，做完实验请整理实验器材。二、自学提纲1、 什么叫落体运动？落体运动的特征有哪些？2、 历史上有哪些关于物体从空中落下快慢的研究和结论？如何验证下落快慢与什么因素有关呢？3、自由落体运动，如何理解自由落体运动？三、引入新课小游戏：由直尺下落的快慢，看谁反应快！【设计意图】：通过小实验回顾机械运动、参考系、质点、时间、时刻、路程、位移、速度、加速度。研究反应快慢的好处有利于更好的捕捉物体的运动信息、有利于生活实际、有利于避免灾难。引出新课内容：落体运动、亚里士多德的“重物落快论”师： 那同学们能不能举出一些生活中做物体落体运动的情景呢？这些有什么共同的特点？生：从高的地方落到低的地方。（雨滴、

7、落叶、熟透的苹果会从树上掉落下来、跳伞等）。师：对了，物体的空间位置从高处到低处（从上到下）的运动就叫做落体运动。（板书：落体运动）你们还见过有哪些落体运动呀？生：纸片飘落，垃圾下落，跳水比赛【引导学生爱护环境卫生，做好环境保护使者，做文明人】四、新课探究1、亚里士多德【柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师】的观点【演示实验】落体运动的思考现在我们也来现场制造一个落体运动，老师现在手上有一张卡片和一张纸片。现在我把它们放在同一高度，当我松开手时，哪一个会先落地呢？（同学猜想）。现在大家一起来观察一下（演示）【讨论猜想】师：大家看到了，是较重的先着地。为什么呢生:短暂讨论、发表意见师：有些同学说因为

8、质量比较大，所以先着地。换句话说，就是物体的越重，下降就越快。是不是这样？生:是师：古希腊伟大科学家亚里士多德也曾经跟大家有过同样的观点：重的物体比轻的物体下降得快。他的这个观点影响了人们很久很久。成为不可动摇的权威。师：那好，你们生活中见到的，是重的物体下落得快还是轻的物体下落得快？生：重的物体下落得快师：早在2000多年前，古希腊著名学者亚里士多德就提出重的物体下落得快的观点。（板书：亚氏：物体越重，下落越快）哈佛大学的校训就是：与柏拉图为友，与亚里士多德为友，更重要的是，与真理为友。2、实验验证师：真的是重的物体下落得快吗？我们用实验来验证一下。请学生自主设计实验、最好能设计出教材之外的

9、实验方案，从同一高度同时下落，注意看它们是怎么样下落的？哪个下落得比较快？（1） 、质量相同，大小不同（2） 、大小相同，质量不同（3） 、大小不同，质量不同【体现变量控制的思想方法】师：轻的物体也有下落快的时候，说明亚里士多德的观点不完全正确，我们对日常生活的观察应该更加细心，多看、多比较、多反思、多总结，才能更加接近真理、更好的理解真理。其实我们刚才做的探究早在1590年就有人做过了，是谁？他是怎么做的？生:伽利略，比萨斜塔实验。伽利略的思考【重的下落的快；重的由于受拖累而变慢，同一个过程两个相矛盾的结论】师：没错，伽利略经过简单的科学推导，发现了亚里士多德理论中的矛盾。他还在比萨斜塔上用

10、1磅的铁球和10磅的铁球同时下落，发现他们同时落地。伽利略是意大利著名的物理学家、天文学家和哲学家，首创用实验来进行科学研究，推动了近代物理研究。他的成就还有很多很多，有兴趣的同学可以去了解一下。伽利略的比萨斜塔实验推翻了人们心中的权威思想和根深蒂固的观点，虽然方法和路径不一样，同一个过程只有唯一的真实结果。引导学生用心观察生活、敢于质疑权威，并用实验去检验自己的思想，强化实践是检验真理的唯一标准，物理学就是这样在错误和实验验证的对抗演练中不断的前进。3、牛顿管实验教师演示实验一：质量一样重的纸片跟纸团的下落情况？（说明质量一样重的物体下落的快慢不同）实验二：质量小的纸团与质量重的纸片的下落情

11、况（质量小的物理也可以下落得快）师：从上面两个实验可以看出，物体下落的情况与轻重无关。为什么现实生活中，石头明显比树叶下落得快呢？影响物体下落情况的原因到底是什么呢？除了重力之外，是否还有其他的什么东西影响着下落的物体呢？生：阻力师：由于空气阻碍也可以说是空气阻力。空气阻力是否就是影响物体下落快慢的原因呢？下面我们来做牛顿管实验（拿出牛顿管），这个就是牛顿管，玻璃管的一端装有阀门，里面有两个小宝贝，前面的同学告诉大家是什么小宝贝？生：一个金属片和染红的羽毛师：哪个比较重？生：金属片师：打开阀门放空气进牛顿管，里面充满空气后，看看哪个下落得快？（请一位同学上来做演示几次）。生：金属片比羽毛快很多

12、师：抽空气后，现在牛顿管里是几乎真空状态，让金属片和羽毛同时下落，看看哪个下落得比较快。生：（看完后回答）差不多同时落地，当然，由于技术的原因，不可能把里面的空气完全抽光。师：观看月球上的探究视频。如果把空气阻力忽略【消除】后，轻重不同的两个物体同时落地，说明影响物体下落快慢的原因就是空气阻力。（板书：影响下落快慢：空气阻力）巩固练习一【落体运动】1.以下说法中不正确的是（ D ）A.质点的提出应用了物理模型法B.加速度的定义应用了比值定义法C.亚里士多德提出重的物体下落得快D.伽利略提出重的物体下落得快2.亚里士多德认为树叶比石块在空中下落慢的原因是( A )A.树叶比石块轻B.树叶比石块受

13、到的阻力大C.树叶和石块的物质组成不同D.树叶下落慢受其组成决定3.如图所示，踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”.近年来，踢毽子成为全民健身的活动之一.毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，对此分析正确的是（ C ）A.铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B.如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C.因为空气阻力的存在，所以在下落时总是铜钱在下羽毛在上D.毽子的下落是自由落体运动4.如图所示：在一玻璃管中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，可看到玻璃球先于羽毛到达底端,这主要是因为（ D ）A.它们的重量不同B.它们的密度不同C.它们的材料不同D

14、.它们受到的空气阻力不同4、自由落体运动概念：物体仅受重力作用，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。举例：手中自由释放硬币、下抛、上抛、斜抛、平抛硬币，让学生判断哪个是自由落体运动，强调自由落体运动的条件。如何理解：自由落体运动是一种什么样的运动呢？条件：仅受重力作用只受一个重力作用；还有其它作用力，但是相对于重力可以忽略不计【要求物体必须是很特殊的，起码空气阻力对它的作用力要可以忽略不计】 从静止开始下落物体的初速度为零（）物体的空间位置只在竖直方向发生变化，轨迹是直线、位移方向竖直向下特别说明：只受重力作用在日常生活中是不存在的，这是一个理想化的条件，即自由落体运动是一种理想化的运动，属

15、于一个理想化的运动模型。还有什么特征吗？4、 学生探究实验前面我们已经学会了用打点计时器来记录物体运动的轨迹，从而获取物体运动的信息。这节课呢，我们同样来利用打点计时器来记录自由下落的物体的信息。1、研究自由落体运动为什么选择重锤？ （重力远大于空气阻力，忽略空气的影响，记下来的运动轨迹越接近于自由落体运动）2、打点计时器如何放置？（竖直）3、如何拉着纸带？4、要先接通打点计时器的电源再释放纸带；5、手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；6、多打几条纸带，选取所打点迹清晰，呈一条直线纸带去研究。（学生实验）【有实物投影就找一条学生现场做出来的、点迹清晰的纸袋分析】利用电火花打点计

16、时器和纸带记录的点迹，再根据纸带分析物体自由落体运动时的运动信息：（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向竖直向下。（2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大。（3）有速度变化，具有加速度。巩固练习一【自由落体运动】1、关于自由落体运动说法正确的是（ D ）A、物体从静止下落的运动就叫自由落体运动B、物体从竖直下落的运动就叫自由落体运动C、物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动D、物体只在重力作用下由静止开始的运动就叫自由落体运动2.小丽同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出下列四种物体的运动状态进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律（ C ）

17、A.树叶自由下落的运动B.被运动员推出去的铅球的运动C.从桌边自由滑落的钢笔的运动D.从水面自由落到水底的石子的运动3.下列关于做自由落体运动的物体下落快慢的说法正确的是( D ) A.质量大的物体下落快B.体积小的物体下落快C.密度大的物体下落快D.所有物体下落快慢一样4.某同学摇动苹果树，同一高度上的一个苹果和一片树叶同时从静止开始落向地面，苹果先着地，下列说法中正确的是（ C ）A.苹果和树叶做的都是自由落体运动B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动C.苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动D.假如地球上没有空气，则苹果和树叶不会同时落地五、课堂小结：1、亚里斯

18、多德观察法2、伽利略实验法【变量控制法】3、影响落体运动的主要因素:空气阻力4、自由落体运动 （1）条件：仅受重力作用从静止开始下落 （2）自由落体运动理想化模型【抓住主要因素、忽略次要因素】5、自由落体运动特征 （1）轨迹是一条直线，速度方向竖直向下。 （2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大。 （3）有速度变化，具有加速度。六、课后作业：1、要求保留纸带，留于下节课研究自由落体运动的规律，并思考：（1）重物做自由落体运动的过程中，其速度有怎么样的变化？如何从实验结果中判断出来？（2）位移与时间的关系如何？（3）影响实验精确程度的因素有哪些？2、一个铁钉和一团棉花团同时从同一高处

19、下落，总是铁钉先落地，这是因为(B)A铁钉比棉花团重B棉花团受到的空气阻力不能忽略C铁钉不受空气阻力D铁钉的重力加速度比棉花团的大3、如图，在牛顿管实验中,有空气的和抽掉空气的两根牛顿管中的钱币和羽毛下落情况不同,这个实验说明的道理是（ D ）A.真空管中的羽毛比有空气的管中的羽毛受到的重力大B.羽毛比钱币下落慢的原因是羽毛受到空气阻力作用,钱币不受空气阻力作用C.羽毛比钱币下落慢的原因是羽毛的体积比钱币大D.所有物体如果不受空气阻力,只在重力作用下,在同一地方由静止释放,下落的快慢相同4、甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球，结果甲同学看到两球不是同时落地的

20、他分析了两球未能同时落地的原因你认为他的下列分析哪些是正确的(C)A两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小B两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大C两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力D两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比差别较小5、甲、乙两物体的质量之比为14，不考虑空气的阻力作用，它们在同一高度处同时下落，则下面说法正确的是(C)A甲比乙先着地 B乙比甲先着地 C甲和乙同时落地 D甲比乙的加速度大6、对于自由落体运动，下列说法不正确的是（ A ）A.自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动B.自由落

21、体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动C.理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生D.在有空气阻力时，只要空气阻力可以忽略，由静止下落的物体仍可以看成自由落体运动7、（双选）关于自由落体运动，下列说法正确的是（ CD ）A.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用 B.在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动C.自由落体运动是初速度为零的加速直线运动 D.不同物体做自由落体运动时下落快慢是相同的8、（双选）下列说法正确的是（ AD ）A、铁球从三楼无初速度下落是自由落体运动 B、无风时，树叶的下落运动属于自由落体运动C、忽略空气阻力，树叶和铁球从同一高度同时下落，铁球比树叶快D

22、、忽略空气阻力，树叶和铁球从同一高度同时下落一样快9、（双选）小钢球从A点自由下落先后通过B、C两点，下列说法正确的是（ AC ）A.从A到B的过程是自由落体运动 B.从B到C的过程是自由落体运动C.从A到C的过程是自由落体运动 D.以上说法都不正确【板书设计】 2.1 探究自由落体运动一、小游戏：测反应时间二、 落体运动的思考亚里斯多德：物体越重，下落越快。伽利略：物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。影响落体运动的因素:空气阻力研究过程：观察推理猜想实验交流讨论结论自由落体运动：物体仅在重力的作用下，从静止开始下落的运动。条件：仅受重力作用从静止开始 下落三、记录自由落体运动轨迹（1）轨迹是一条直线，速度方向竖直向下。（2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大。（3）有速度变化，具有加速度。【课后反思】：没有认真准备好，上课有些紧张，水平有限没上好这节课。课后对比反思存在以下问题：1、 太依赖课件，板书只有课题2、 时间把握的不好，来不及小结，拖堂了。3、课堂语言艺术欠缺，声音小、语气平淡、缺乏感染力和引导力，导致课堂气氛沉闷。4、课堂组织驾驭能力急需提高。5、重难点把握的不够到位，没有突破好。11