資源簡介

第五節 探究自由落體運動教學設計
1、教學任務分析
本節內容是對前幾節運動學的知識和研究方法的應用和提升。通過演示實驗和學生合作實驗，分析得出自由落體運動的性質，明確重力加速度的意義，不僅使學生對自由落體運動規律有具體、深入的認識和規律在實際問題中的應用，而且使學生在獨立獲取物理知識、探究物理規律、解決物理問題等方面獲得具體的成果，體驗科學研究的方法，讓學生得到成功的體驗，激發學習的熱情和責任感。
2、學生學習心理特點分析
學生原有的認識結構是意義建構的基礎。學習本節已有的知識基礎是：知道勻變速直線運動規律，掌握了“打點計時器在研究物體運動中的使用方法”以及“運動圖像的分析”。在建立紙帶信息和運動圖像的聯系過程中，要求學生有較高的抽象思維，解決學習障礙。
3、教學目標
知識與技能
認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動，知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。
知道什么是自由落體運動的加速度，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。
掌握如何從勻變速直線運動的規律推出自由落體運動規律，并能夠運用自由落體規律解決實際問題。
過程與方法
引導學生養成進行簡單物理研究習慣、根據現象進行合理假設與猜想的探究方法。
引導學生學會分析數據，歸納總結自由落體的加速度g隨緯度變化的規律。
教師應該在教學中盡量為學生提供制定探究計劃的機會，根據學生的實際能力去引導學生進行觀察、思考、討論和交流。
情感態度與價值觀
調動學生積極參與討論的興趣，培養邏輯思維能力及表述能力。
滲透物理方法的教育，在研究物理規律的過程中抽象出一種物理模型—自由落體。
培養學生的團結合作精神和協作意識，敢于提出與別人不同的見解。
教學重點
自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。
掌握自由落體運動的規律，并能運用其解決實際問題。
教學難點
理解并應用自由落體運動的條件及規律解決實際問題。
教具
多媒體課件、硬幣、小紙片、刻度尺、質量不同的兩個小球、牛頓管直尺（經改造）
課時安排 1課時
教學過程
［新課導入］
物體下落的運動是一種常見的運動，大家來欣賞這幾幅圖片:(多媒體演示)這里，有驟然下落的蘋果，厚積而發的露珠，紛紛灑灑的雪花，慢慢飄零的樹葉。大家發現沒有，有的下落地快，有的下落的慢，影響物體下落快慢的因素有哪些？一提到這個問題，就必須提到兩個名人，他們是？（亞里士多德和伽利略）想不想知道他們兩個碰面后會是怎樣的一番景象呢？瞧！他們來了。
[學生小品]穿越時空的邂逅。內容包括①體現兩人對物體下落快慢的觀點② 展示伽利略的邏輯分析的魅力③ 提出是不是重的物體下落的一定快的問題。剛才的“亞迦會談”給我們一個問題，要解決這個問題就要進行今天的學習---自由落體運動
［新課教學］
探究自由落體運動
亞里士多德經過觀察得出“物體越重下落越快”的結論是否正確呢？你能否設計實驗證明你的觀點？
●學生實驗展示：讓學生上講臺演示其設計的實驗，并說明其觀點。可能情況是
較重的石頭片和輕小紙團同時、等高、無初速下落，或等大的紙團和紙片在一起無初速下落。
引導學生得出正確結論，原因: 空氣阻力對運動快慢有影響。大家可以大膽的設想一下，如果沒有空氣阻力的話將是一種什么情況。
●[多媒體演示]：科普知識：伽利略的比薩斜塔實驗，重的鐵球和輕的鐵球同時落地，1971年美國宇航員斯科特在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時下落，觀察到它們同時落到月球表面
●實驗：牛頓管試驗
結論：在真空中，從同一高度由靜止開始下落的任何物體，落地時間總是相同的。
●模擬牛頓管實驗動畫
我們就把這種在真空中只受重力作用的物體，由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。
1、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動
（在有空氣的空間里，如物體重力遠遠大于所受空氣阻力，此阻力可忽略不計，則物體下落的運動也可看作自由落體運動
2 特點：
（１）物體只受重力作用 （２）物體由靜止開始下落
科學方法的參透：剛才的過程從發現問題----提出假設-----實驗檢驗----得出結論，這就是物理研究問題的方法，也是探究過程的步驟，探究離我們并不遙遠吧 。
二、探索研究過程
對于自由落體運動，它的運動規律又是什么樣的呢？
[多媒體演示] 頻閃相機拍的小球下落的照片
猜想
驗證，請學生自己設計實驗方案
利用自己設計的實驗方案進行探究
學生展示方案，得出結論
3.規律
（1）自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動
（2）自由落體運動的加速度 a=g
[多媒體演示]在地球上不同緯度的地方，g的值略有不同，并且越接近兩極，g值越大。
①定義：在同一地點，一切物體在做自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度叫重力加速度，用g 表示。)
②a=g（在通常的計算中，取 g = 9.8 m/s2在地球上不同地點，g 的值略有不同）
③方向：豎直向下
④設計實驗：測重力加速度的其它方法
（3）自由落體運動運動規律—公式
速 度 公 式：
位 移 公 式：
位移速度公式：
三、應用
1、[多媒體演示]測量懸崖的高度
2、學生游戲，測定反應時間
3、學以致用，高空墜人
4、習題追蹤
一物體從某一高處自由落下，在最后1s內下落的距離為45米，求從開始下落到落地所用的時間及物體開始下落時離地面的高度（g=10m/s2)。（倡導一題多解）
課堂小結
本節課我們主要認識了自由落體運動的本質，即它是初速度為零的勻變速直線運動。通過數學推理，得到了自由落體運動的規律。
作業:1、書P38練習八(1)(2)(3)(4)
2、看閱讀材《伽利略對自由落體運動的研究》
板書設計
概念：自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動，其加速度是一個常量。
規律：
（1）運動性質：初速度為零的勻變速直線運動
（2）自由落體運動的加速度叫重力加速度，用g表示
（3）規律：速度變化規律　　 Vt＝gt
位移變化規律　　 h＝gt2/2　
推論： Vt2＝2gh
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