高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计

2023-10-17 教学设计

　　作为一位不辞辛劳的人民教师，时常需要编写教学设计，教学设计是实现教学目标的计划性和决策性活动。那要怎么写好教学设计呢？下面是小编帮大家整理的高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计，仅供参考，希望能够帮助到大家。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 1

　　教学目标

　　1、知识与技能：理解自由落体运动的实质及相关概念，掌握自由落体运动的规律。

　　2、过程与方法：通过演示实验让学生从观察实验中分析归纳出自由落体运动的特点，培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力，归纳概括出物理概念和物理规律的能力。

　　3、情感态度价值观：

　　（1）通过实验、观察、推理、归纳等科学知识和方法，培养学生透过现象看本质的认识观；

　　（2）通过对自由落体运动的学习，培养学生多层次考虑问题的辩证唯物主义思想；

　　（3）通过多媒体技术的应用激发学生的学习兴趣，培养学生追求科学真理的学习品质。

　　（4）让学生感受到物理与科学和社会、生活的联系，感受到科学的现实性。使学生产生强烈的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，初步领略科学的美妙与和谐，体验解决问题时的喜悦。培养学生合作意识与协作精神。

　　教学重点和难点

　　重点：认识自由落体运动是初速度为零、加速度为 g的匀变速直线运动，并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题．

　　难点：

　　（1）物体下落的快慢与物体所受重力大小无直接关系。

　　（2）同一地点自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。

　　教学过程设计

　　一、引入新课

　　同学们，在讲新课之前，老师先给大家讲一则生活见闻。老师有一次在街上看见一个江湖骗子在行骗，现在我将他的骗术再现一下：

　　这是一张百元钞票，我捏住它的顶端，你用两个手指放在钞票的中部做好捏住钞票的准备，但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到钞票，当看到我松手时，你就立刻去捏钞票。

　　骗子说：“如果你能捏得住，百元钞票归你，如果捏不住，你只需给我五元钱”。

　　现在请三位反应敏捷的同学上台来试试，看能否捏得住钞票。

　　事实证明，绝大多数人都捏不到钞票而被骗。要戳穿骗子的骗局，揭示其中的科学道理，学习完本节内容就知道了。

　　二、新课教学

　　[板书：第3节匀变速直线运动实例——自由落体运动]

　　师：现在我们来研究挂在细线下静止的小球，小球受哪些力的作用？

　　生：重力和拉力

　　师：如果把线剪断，小球下落后受什么力作用？

　　生：重力和空气阻力（较小）

　　师：那么，小球将在什么方向上运动？

　　生：沿竖直方向下落

　　演示：用火将绳子剪断，小球下落。

　　这就是我们常见的物体自由下落的现象。将轻重不同的物体从同一高度同时静止释放，快慢相同吗？（同学们七嘴八舌，主要有两种看法：重的物体下落快、重的物体不一定下落快。）

　　[板书：一、科学探究1——轻重物体下落快慢相同吗？]

　　师：赞成重的物体下落快的同学请举手，赞成重的物体下落不一定快的同学请举手。究竟哪种说法正确呢？现在我们来举行一次小小的辩论赛吧。请刚才举手的同学们各选出三名代表，坐到讲台的两侧来。

　　坐在讲台左侧的代表队为正方，他们的观点是：重的物体下落快。坐在讲台右侧的代表队为反方，他们的观点是：重的物体下落不一定快。每队的桌面上放有硬币一枚、相同纸片两张、相同体积的铁球和铝球各一个。现在各队先讨论5分钟，可以利用桌面的器材设计实验来论证本方的观点。

　　正方甲生：同学们请看，将硬币与纸片同时由同一高度静止释放，硬币比纸片下落得快，说明重的物体下落快。（鼓掌）

　　反方乙生：将纸片捏成团，然后与硬币同时由同一高度静止释放，两者几乎同时落到桌面上。说明重的物体下落不一定快。（鼓掌）

　　正方丙生：你们怎么证明是同时到达呢？根本看不清楚，硬币肯定会更快到达桌面的，只是太快了，我们眼睛区分不出来。

　　反方丁生：将铁球和铝球同时由同一高度静止释放，大家认真听听，落到桌面时，声音只有一个（演示），说明两球是同时落到桌面的，也即快慢一样。

　　正方丙生：落到桌面的声音并不清脆，有些混浊，也许是两个时间间隔太短了，我们的耳朵区分不出来。

　　反方戊生：我们假设“较重的铁球下落得快”是正确的，那么将铁球和铝球用线连在一起下落，跟铁球单独下落相比，谁下落得快？按正方观点连在一起的两球比铁球重，应该比铁球下落得快。但是铁球和铝球连在一起后，下落得慢的铝球要对下落得快的铁球起阻碍作用，所以两球连在一起时，应该比单独的铁球下落得慢。由正方观点推出了自相矛盾的两个结论，所以说，正方观点在逻辑上是站不住脚的，是错误的。（热烈鼓掌）

　　正方同学面面相觑，哑口无言。

　　师：在刚才的激烈辩论中，正反双方同学都能开动脑筋、积极思考，充分利用了桌面上的器材来论证已方的观点，特别是反方戊生在实验观察效果不够明显的情况下，能利用我国古代“以子之矛攻子之盾”的逻辑思想，推翻了正方的观点，更是值得称赞的。现在我宣布反方同学获胜。（鼓掌）

　　师：重的物体不一定比轻的物体下落得快。那么，物体自由下落快慢到底受什么因素影响呢？为什么纸片捏成团后，重量未变，但下落得快呢？

　　生：因为物体自由下落时，物体除了受重力作用以外，还受到空气阻力的影响，纸片捏成团后，重力作用不变，而空气阻力的影响变小，所以下落得快。

　　师：如果没有空气阻力作用的话，物体自由下落得情况会怎样呢？我们通过实验来观察这一情况。

　　演示：牛顿管实验。

　　师：轻重不同的羽毛和金属片在没有空气的空间自由下落，它们不受空气阻力作用，下落快慢相同；若在有空气的空间下落，它们受到空气阻力作用时，下落快慢就不相同了。综合上述实验，得出结论：

　　[板书：若无空气阻力作用，不同物体自由下落运动快慢相同。]

　　师：物理学中，把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。而在日常生活中，物体下落不可能不受空气阻力作用，如果空气阻力相对于重力而言很小可忽略不计的话，物体由静止下落的运动就可看成是自由落体运动，例如：铁片与金属小球从静止开始下落的运动等等。所以自由落体运动是一个理想化过程。通过理想化突出主要因素，忽略次要因素，从而使问题简单化，这是物理学中常用到的一种研究问题的科学方法。

　　我们可以看到自由落体运动的物体速度越来越大，是作匀加速运动吗？

　　[板书：二、科学探究2：自由落体运动的特点]

　　师：我们曾用什么方法研究并判断匀变速直线运动呢？

　　生：当相邻且相等时间内的位移之差Δs为定值时，小球作匀加速直线运动，且有

　　Δs=aT2。

　　师：留迹法是研究物理规律的重要方法。例如频闪照片、纸带等。

　　课本第47页的图3—26是小球做自由落体运动的频闪照片。限于时间关系，请大家在课后由该图片上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。

　　现在我们用一台较为先进的仪器——DIS传感器来研究自由落体运动的性质。

　　将重物和速度传感器连在一起自由下落，通过电脑直接在大屏幕上显示出其速度——时间图像。图像有什么特点，由图像可以得到哪些结论呢？

　　生：自由落体运动的速度图像为一条过原点的倾斜直线，说明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

　　[板书：1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。]

　　师：在同一地点将两个不同的物体静止释放，不计空气阻力，它们运动的加速度相同吗？大家可以根据刚才我们做过的牛顿管实验中羽毛和铁片的运动情况进行理论推导。请一位同学上台演板。

　　学生演板：

　　即不同物体自由下落的加速度是相同的。

　　师：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，又叫重力加速度，通常用g来表示。

　　[板书：2、自由落体运动的加速度a=g，方向竖直向下。]

　　师：请同学们阅读课本第48页的信息窗。由信息窗可以获取哪些信息呢？

　　生：不同纬度重力加速度的值不同，纬度越高，重力加速度值越小。

　　师：很好，请坐。重力加速度的值不仅跟纬度有关，还跟高度等因素有关，这将在我们以后的学习中继续学习。自由落体运动是v0=0，a=g的匀加度直线运动，我们能否利用以前学过的匀变速运动的公式推导出自由落体运动的公式呢？

　　生：能。

　　由

　　师：很好。式中的s我们也常用h来替代。

　　[板书：三、自由落体运动公式 ]

　　师：请大家根据课本第49页“迷你实验室”中提示的方法，两人一组，互测对方的.反应时间。（下台询问）绝大多数同学的反应时间在0.15—0.18s之间，而百元钞票长为15.6cm，一半长7.8cm，将h=7.8cm代入公式可得t=0.13s，可恶的骗子就是利用这0.02—0.04s的差距骗取人民的钱财的。希望大家通过本课的学习能够理解“占小便宜吃大亏”、“天上不会掉馅饼”的人生哲理。

　　师：0.02s让骗子的诡计得逞；0.02s杨利伟叔叔驾驶“神舟五号”绕地球运行了约158m；雅典奥运会百米决赛赛场上盖特林9秒85，奥比科维鲁9秒86，格林9秒87。他们都只相差了0.01s，这是怎样的差距？是从“金牌”到“银牌”到“铜牌”的巨大落差，更是近在眼前却难以逾越的无奈……时间对于每个人来说都是宝贵的，同学们要珍惜属于自己的分分秒秒，努力学习、快乐生活，将来成为一个对社会有贡献的人。

　　课堂小结（1）我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理过程——自由落体运动，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到。

　　（2）通过分析处理实验数据，推出了自由落体加速度的概念，结合匀变速直线运动的规律推导出自由落体的运动规律，

　　（3）同学们要学会研究问题的方法而不仅仅是知识本身，知识的结论当然重要，但更重要的是如何获取知识和处理知识。

　　布置作业：

　　1、利用课本第47页的图3—26上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。

　　2、阅读课本第50页至52页，完成第53页练习5、6。

　　3、查阅资料，了解重力加速度的测量有什么实际意义。

　　4、由实验测出的重力加速度的值比当地实际的重力加速度的值小，试分析误差来源。如何改进实验可以减少误差？

　　教学小结与反思

　　1、由一则生活见闻引出课题，较好地集中了学生的注意力，激发了学生强烈的求知欲，有效地调动了课堂气氛。

　　2、通过实验演示，激发学生的好奇心，培养学生的学习兴趣，用火烧断悬线，可避免剪刀剪断悬线时对悬线横切的不利影响，确保小球开始下落时初速为零。

　　3、通过“辩论赛”，引导学生动手、动脑、动嘴，自行设计实验探究物理规律，很好地培养了学生团结协作、自主学习、勇于探索创新的精神，较好地训练了学生的语言表达能力，让学生充分体验到了成功的喜悦。也使学生了解突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。

　　4、为了保证学生有充足计算时间，特把频闪照片的数据分析和处理放在课后进行。课内则采用先进的DIS传感器系统，直观、真实、快捷地展示出自由落体运动的速度图像，然后依据学生已有的知识和物理研究方法，通过数据分析、归纳总结、类比迁移，由自己推导出自由落体的运动性质和规律。

　　5、最后的“迷你小实验”与引入遥相呼应，及时对学生进行情感态度价值观的教育，使学生建立正确的人生观和价值观。

　　6、本节课科学探究所花时间较多，没有安排随堂训练，拟在下节课补充一节习题课。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 2

　　一、课程分析

　　1．本节课使用的教材是《普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）（人民教育出版社）》，教学的内容是第二章第5节关于自由落体运动的内容。

　　2．教学内容（教学重点、难点、关键）

　　（1）自由落体运动的研究历程中体现出来的科学研究方法。

　　（2）对自由落体运动规律的实验探究过程。

　　（3）运用自由落体运动的规律解决简单问题。

　　二、学情分析

　　1、学生在刚学完匀变速直线运动的规律后，急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律，而对自由落体运动的研究，恰恰适应了学生的这一要求，在本节课的学习中，要让学生的认识有进一步的提高。

　　2、本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入，重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法，强调对自由落体运动的理解，以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。

　　3、两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献，讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价，这样既可以培养学生热爱科学的思想，又可以活跃课堂气氛。

　　三、设计理念

　　本节课从生活实践出发，结合学生在实际生活中的观察，初步了解自由落体运动，并通过对两位科学家对自由落体运动的研究，结合伽利略的理想实验，得出自由落体运动的特点。接着，通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练，让学生初步接受自由落体运动的规律，最后，在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后，通过回扣课堂游戏，使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。

　　四、学习目标

　　1、知识与技能：

　　（1）研究并认识自由落体运动的特点和规律。

　　（2）理解自由落体运动的特点和规律；并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

　　2、过程与方法：

　　（1）通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力。

　　（2）利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。

　　3、情感态度价值观：

　　（1）培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

　　（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

　　五、教学过程设计

　　（一）新课引入

　　设计思路：教师在课堂教学过程中，有意识地创设情境，通过提出一些与课文有关的富有启发性的问题，将学生引入情境之中，容易激发起学习的动机，培养学习兴趣。通过合理创设情境，不仅能起到组织教学的作用，而且能使学生明确学习目标，产生浓厚的学习兴趣。

　　师：同学们，咱们班哪位同学反应比较快？请到讲台上来。

　　生：（推荐一位同学）。

　　师：我们看这位同学能不能抓住这片铁片。（向学生展示长度约为3.5cm的铁片）

　　师生共同完成这一游戏。

　　师：同学们，这位同学能抓住这片铁片吗？

　　生：不能。

　　师：为什么不能抓住呢？我们在学习了自由落体运动之后，同学们就知道其中的奥秘了。

　　设计思路：创设问题情境就是在讲授内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”，将学生引入一种与物理问题有关的情境中，造成一种悬念，使学生产生向往、探索的欲望，处于欲摆不能的状态。创设问题情境时应注意：问题要小而具体、新颖有趣、有适当的难度；有启发性，要善于将所要解决的课题寓于学生实际掌握的知识基础之中，造成心理上的悬念。悬念解除之时，也就是正迁移实现之时。

　　【板书】课题：第三节自由落体运动

　　（二）新课研究：

　　设计思路：在教学中，教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感，同时，教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣，带领学生去探索物理世界的奥秘，就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。

　　师：同学们，物理规律的研究总是来源于生活，有服务于生活。为了更深入的研究自由落体运动的规律，我们也需要从生活实践出发，来讨论几个问题。

　　提出问题：在日常生活中，重的'物体和轻的物体谁下落的更快一些呢？

　　生：重的物体下落的快一些。

　　师：我们通过几个小实验一起验证一下同学们的结论是否正确。

　　设计学生实验1：纸片和硬币从相同的高度同时下落，看谁下落的快？

　　学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币要比轻的纸片下落的快。

　　教师演示牛顿管实验，让学生再次验证自己的结论。

　　师：两千多年前，古希腊哲学家亚里士多德也持有这一观点，在人类还处于懵懂时期的时候，亚里士多德就对这一现象作出研究，这本身就值得我们尊敬。但这个观点是否正确呢？我们还是通过实验来验证。

　　设计学生实验2：将纸片团成纸团，再和硬币从相同的高度同时下落，看谁下落的快？

　　教师强调，纸团和纸片的质量是相同的。

　　学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币要和轻的纸团下落的几乎一样快。

　　提出问题：为什么会得到相互矛盾的结论？

　　学生思考

　　师：对表面现象的观察有时会得出错误的结论，我们要用透过现象看本质的研究方法去研究问题。三百多年以前，伽利略就是用这样的方法否定了亚里士多德的观点。

　　设计思路：教学中应注意新旧知识异同的比较，通过对比，能透过表面现象，看清不同的物理本质。在对比过程中，学生始终处于主动积极、探索进取状态，引起有意注意，促成思维交锋，这样对完善旧知识，自觉完成从旧知识到达新知识的迁移，并巩固新知识，都极为有利，不然，就公式论公式，该对比不对比，不仅不会促进迁移，反而会造成负迁移。心理学研究表明：对比抗干扰，加强对易混知识的比较，找准分化点，利于排除干扰，加深对某些相关概念的认识和理解，促使易混知识在学生头脑中彻底分化。

　　设计学生实验3：将硬币放在纸片上面组合成一体，和另一相同的纸片从相同的高度同时下落，看谁下落的快？

　　学生做实验，并观察实验现象，得到结论：重的硬币和纸片的结合体要比轻的纸团下落慢。

　　提出问题：同学们，现在我想让两者下落的几乎一样快，应该怎样做？

　　学生讨论并提出实验方案。

　　生：让纸片包住硬币并团成纸团。

　　师：同学们实际做一下看看。

　　学生做实验，并观察实验现象。

　　教师提出问题：我们做的上述几个实验，为什么会得出不同的结论？

　　生：有空气阻力的影响。

　　师：如果我们忽略空气阻力的影响，同学们猜一下，会出现什么情况？

　　教师演示牛顿管实验，让学生验证自己的猜想。

　　设计思路：美国著名心理学家布鲁纳曾说：掌握一般概念和原理是通向普遍迁移的大道。因此，我们在组织教材时，应把基本概念和规律放在首位，突出教材的系统性和规律性。通过上述几个学生实验，让学生充分体验学习的快乐，体验实验探究在物理规律研究中的重要作用；同时也活跃课堂气氛，增强学生的学习兴趣。

　　（四）小结

　　本节课我们学习了：

　　1、什么是自由落体运动。

　　2、自由落体运动的特点和规律。

　　3、自由落体加速度。

　　六、教后反思

　　1、在物理教学中，使学生养成良好的学习习惯、打好基础、培养能力和教师加强必要的指导，是促进知识顺利迁移所不可少的前提。所以教师在采用行之有效的教法、认真研究学生的学法，进行物理教学改革的同时，认真学习知识迁移规律，并考虑影响知识迁移的各种因素，定能提高教学效果。

　　2、新课程强调学习方式的改变，倡导以“主动、探究、合作”为主要特征的学习方式。

　　3、“实验启发式”综合教学模式是我们学科的老师在教学实践中总结出来的模式，已在实践中收到一定效果，当然也有待在具体的教学实践中不断地完善，使之变得更科学。

　　4、本节课探究自由落体运动的规律，从历史上的研究过程入手，所以本节课的思路比较开阔，转折比较多，教师在教学过程中应注意内容的衔接。

　　5、本节课的演示实验比较多，做好演示实验，有利于帮助学生理解自由落体运动的特点，在本节课的教学中，这一点尤为重要。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 3

　　教学目标

　　知识与技能

　　1.了解物理学史。

　　2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。

　　过程与方法

　　1.学习伽利略的科学方法。

　　2.培养学生自己查找资料学习物理学史。

　　3.情感态度与价值观

　　3.1学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。

　　3.2学习科学家们科学研究的执著精神。

　　3.3通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣。

　　4．通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。

　　重点难点

　　伽利略对落体问题的逻辑推理。

　　伽利略的验证性实验的设计。

　　伽利略的理想外推。

　　教学过程

　　活动1【讲授】伽利略对自由落体运动的研究

　　一、认识两位科学家

　　老师提出：哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料，先说说伽利略吧。

　　学生可能的回答：

　　①伽利略全名伽利略·伽利莱，他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。1564年伽利略生于意大利的比萨城，1611年，伽利略应邀来到罗马，在罗马期间，伽利略为了确立新的自然研究法—实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，这就更加激怒了教会。1632年，他的名著《关于两大世界体系的对话》出版，但立即被教会列为触犯禁忌的书。1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭审判，并被判终身软禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年，伽利略在荷兰出版了《关于两门新学科与数学证明的谈话》一书，对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。

　　②他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来他的兴趣转向了数学和物理学。

　　③1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。伽利略将观察到的天文现象写成《星际使者》一书，于1610年发表。书中介绍了月球上的环状山脉，无数星体构成的银河系，金星的盈亏，木星的四颗卫星，太阳黑斑等等，从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持，同时也动摇了亚里士多德—托勒密的地心说。

　　教师对学生的回答给予肯定：关于伽利略的资料收集非常细致，下面再说说亚里士多德吧。

　　学生可能的回答：

　　①作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献之大，令人震惊。他至少撰写了170种著作，其中流传下来的有47种。他的科学著作，在那个年代简直就是一本百科全书。但他的成就远不止于此。他还是一位真正哲学家，对哲学每个学科几乎都做出了贡献。亚里士多德集中古代知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。

　　②亚里士多德最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士

　　多德在众多领域建树卓越的支柱。

　　亚里士多德的思想对西方文化根本倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期，他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德语和英语。随着亚里士多德作品的不断被发现，中世纪出现了一个研究亚里士多德主义的新时代，学者们以此作为求得各方面真知识的基础。

　　亚里士多德学识渊博，著述颇丰．他对于当时尚未分类的科学部门如政治、逻辑、伦理、历史、物理(自然学科)、心理学、美学、教育学等均有研究并有独到见解，被马克思誉为“古代最伟大的思想家”。

　　③亚里士多德是古希腊又一位伟大的教育思想家，建立了包括自然学科在内的百科全书式的课程体系，提出了注重实践的良好措施，为后人留下了一笔包罗宏富的教育遗产。亚里士多德显示了希腊科学的一个转折点。在他以前，科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系，来解释自然现象．他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后，许多科学家放弃提出完整体系的企图，转入研究具体问题。

　　教师指出：物理教科书上，亚里士多德给同学们的形象不妙、他老是出错，老是作出一些轻率的结论。同学们觉得亚里士多德实在太不高明而伽利略则比他伟大于百倍。事实上，亚里士多德是古代一位伟大的.学者，一位百科全书式的大学问家，有几乎无所不及的思想成。我们应该正确的、全面的去认识一位科学家。伽利略创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，从而纠正了亚里士多德在物理上犯的一些错误。

　　二、伽利略的科学方法

　　(教师结合伽利略对自由落体的研究，通过教师提问学生回答的方式学习伽利略的科学方法)

　　问题的提出

　　教师提问：亚里士多德依据平常观察的事实，是怎样确定物体下落的快慢什么因素决定的？

　　亚里士多德通过观察，在日常生活中，重的物体下落快，轻的物体下落慢。得出结论：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。

　　教师提出：那么物体下落的快慢与它们的重量有关系吗?

　　提出假设，逻辑推理。

　　教师提出：伽利略是怎样提出假设，运用逻辑推理的?

　　学生可能的回答：他假设大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起，大石头会被小石头拖的慢下来。但两块石头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应该比8大。这样就出现了矛盾。

　　教师提问：伽利略提出了什么样的假设?

　　学生可能的回答：假设大小石头下落的一样快。

　　教师补充：猜想落体是一种简单的变速运动，速度可能跟时间成正比，也可能跟位移成正比利用数学和逻辑进行推理，然后实验验证。

　　教师提问：伽利略经过数学推导得出速度与时间成正比，然后通过实验进行验证，他是如何进行实验验证的?

　　①学生可能的回答：通过小球的下落运动，测出小球的下落速度和时间。

　　②他让小球沿斜面滚下，减小加速度，延长运动时间，便于观测。

　　③他进行的是坡度比较小的斜面实验，后来他就将实验进行了合理的外推，当倾角增大到90°，小球的运动就是自由落体运动。

　　对假说进行修正和推广。

　　教师提出：经过几位同学的回答，问题比较全面了。伽利略完成了实验验证后，没有就此而止，而是进一步思考为什么日常生活中，轻的物体下落得比较慢，重的物体下落得比较快。

　　学生共同回答：因为空气阻力．

　　教师指出：这就是伽利略为我们创造的一套对近代科学的发展极其有益的科学方法。后面的学习中我们还要经常用到。

　　三、作业设计

　　认真阅读课本绪言“走进物理课堂之前”，分析“孩子们”是如何运用伽利略的科学方法进行探索的。

　　教学设计说明

　　本节课，主要由两部分组成：对科学家的了解；对伽利略科学方法的学习．这两个方面主要是由学生通过查资料、预习，在老师的引导下，以学生为主体，进行学习的。

　　知识讲授的同时，给学生介绍物理学家、讲授物理学史．不仅让他们了解物理学家的工作，物理科学的发展过程，更重要的是通过了解科学发展的曲折性，以此撼动学生的心，让他们从中获得启迪。

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　　一、教材分析

　　1.课标要求是：“通过实验认识自由落体运动现象”，要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验自由落体运动。理解自由落体运动产生的条件与实质。

　　2.本节教材是学生学完匀变速直线运动规律后，知识的迁移和应用部分，因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一：落体运动快慢的产生原因分析，要用到实验探究，突破原有认知，体会并应用忽略次要因素、抓住主要因素这一科学思维方法，这不仅有利于学生掌握分析物理问题的方法，也有助于培养学生的探究能力。其二，这是一个贴近日常生活的实际问题，能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。

　　3.自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但并没有注意到这一现象的特点，也不明确这就是自由落体运动现象。怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象，而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在，才是本堂课学习重点和难点。

　　二、学情分析

　　自由落体运动，学生有一定感性和模糊的体会，但理解自由落体运动概念，对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动;其次生活中的落体运动与自由落体运动的`区别──现实与理想的差异。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。

　　学生有匀变速直线运动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础，完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。学生可能将自由落体运动与匀变速直线运动知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到自由落体运动只是特殊匀变速直线运动而已。

　　三、设计思想

　　为了体现新课程所倡导的教学理念，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。为了让学生更好地体验科学研究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，强化小组交流与合作意识，淡化机械式训练，摒弃灌输式教学;教师一定要把握好自己的角色，是适时适度地“引导”和“参与”，决不能搞型式化的探究。在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，学生被动地接受，很难从多方面培养学生的综合素质。

　　从兴趣入手，精心设计学生活动──以趣味实验的新手段引入，充分调动学生学习热情和探究欲望，通过分组实验，感受物体下落快慢的原因;进而小组讨论、验证、交流自由落体运动的条件;感悟自由落体这一理想化模型的实质;成功解释生活中自由落体现象;强调学生思维和体验过程，让学生亲身经历科学探究，变过去教师要学生学，而为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习;通过交流、合作的互动过程，更进一步培养了学生团结、协作的精神。当然同时要发挥教师的课堂机智，适时地去引导，去启发，去控制，去答疑，去评价，这是符合新课标以学生发展为本的要求，成功实现新课程理念下师生关系的转换。

　　四、教学目标

　　1.知识与技能：

　　(1)认识自由落体运动现象;

　　(2)知道产生自由落体运动的条件;

　　(3)能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。

　　2.过程与方法：

　　(1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验自由落体运动现象。

　　(2)经历实验和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。

　　3.情感、态度与价值观：

　　(1)体会生活中的自由落体运动现象，生成“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。

　　(2)体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。

　　五、重点难点

　　重点：什么是自由落体运动及产生自由落体运动的条件、实质。

　　难点：(1)物体下落快慢影响因素的探究;

　　(2)自由落体运动的运动性质的分析。

　　六、教学策略与手段

　　“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识──得出结论”的学生自主探究教学模式。

　　七、课前准备──媒体的设计与准备

　　演示实验：多媒体设备一套，钩码，牛顿管，抽气机，天平，自制课件。学生每四人一组：刻度尺，铁架台，打点计时器，小石头，羽毛，纸带，铁片、书签若干(长10厘米左右)，纸片若干张、钢球(大小各一个)、面积相等的金属片和纸片等。

　　八、教学过程

　　(一)新课引入：教师节的时候，大家有礼物送给老师，来而不往非礼也，今天老师也有礼物回赠给大家，是有我亲笔签名的精美书签。

　　(师生活动，请几个学生参与活动，谁能捏住书签就送给谁，由于书签比较短，少有学生能捏住。激发学生的好奇心和学习兴趣，课堂气氛活跃，)

　　教师：同学们一定想知道为什么有人捏不住书签?，它与我们今天所要认识和研究的一种运动──自由落体运动密切相关。同学们仔细观察过落体运动吗?我们来看，从同一高度释放小石头和羽毛，很显然石头比羽毛先落地(教师演示)。

　　提出问题：是否重的物体一定比轻的物体下落的快?(让学生分组实验探究)(板书)

　　(1)分组实验，发现问题。

　　教师将学生分组。学生分组实验──利用面积相等的金属片和纸片，设计小实验，动手做一做，并对看到的现象进行说明。(学生的实验方案可能有：将纸片团成纸团，纸团、金属片同时释放;将纸片团成纸团，纸团、纸片同时释放;金属片、纸片呈竖直同时释放;纸片放在金属片上，释放等等。)

　　组内讨论交流。小组代表说说，小组成员在实验中发现的现象，以及想知道的疑问。

　　教师对学生的实验方式和交流问题，做出适当的反馈与评价。(引导学生关注观察两物体落地的前后的次序，将其原因暂时搁置)

　　(2)师生合作研讨，得出自由落体运动概念。

　　学生的实验方法可能各种各样，为了将教学面向全体学生，让全体学生明确概念。教师演示，引导学生观察从同一高度同时下落的轻重物体下落的快慢，并归纳总结。

　　步骤①：先让金属片和一张等面积的薄纸片同时从同一高度下落。(观察结果：重的物体下落得快)

　　步骤②：把薄纸片揉成纸团再和金属片同时从同一高度下落。(让同学用耳朵听声音，结果：只有一个声音，说明轻重不同的物体同时落地。)

　　步骤③：把金属片和一张面积较大的薄纸片从同一高度下落到水平桌面。(观察结果：轻的物体下落得快) 师生结合实验探讨得出结论：物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。生活中看到的物体下落有快慢是由于空气阻力的原因。

　　提出问题：那么在没有空气阻力时物体的下落是什么样的情况呢? 演示：把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。

　　学生：同时落下。

　　老师：这就是自由落体运动。教师再把牛顿管放气，重复实验，构成强烈的对比。

　　九、布置作业

　　课后习题与做一做

　　十、教学反思

　　1.本节课采取“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识，得出结论”的教学方法，学生在趣味实验的激发中，问题的引领下，“我要学、我想学”的情绪洋溢在整个课堂。通过自主体验、小组互动、组间互评、自我评价改变学生以往的学习方式，体现新课程提倡自主学习的新理念。

　　2.趣味实验虽简单，但对其的热情高涨出乎教学前的预料;自行制作的测定反映时间尺效果非常好;教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。

　　3.学生自主探究时，有的学生不知道从哪里下手，要求教师给以必要的指导，应该提示学生自主探究的三个环节，如果疏于引导，将会拖延时间，导致教学被动。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 5

　　教学目标：

　　1、理解什么是自由落体运动，知道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，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。

　　3、掌握自由落体运动的规律。

　　教学重点

　　掌握自由落体运动的规律

　　教学难点

　　通过实验得出自由落体运动的规律

　　教学方法

　　实验现象＋合力推理＋实验验证

　　教学用具

　　用薄纸糊一纸袋、两小钢球、抽气机、牛顿管、有关知识的投影片

　　课时安排

　　1课时

　　教学步骤

　　一、导入新课

　　1、复习：什么是匀变速直线运动，其速度公式、位移公式分别是什么？

　　2、导入：同学们，我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体落得快，物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢？我们这节课就来研究这个问题。

　　二、新课教学

　　演示实验：让一个纸袋与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？

　　学生：钢球落得快。

　　老师：对，这就是我们的生活经验，这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的XX多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗？伽利略做过大量的由静止下落的实验，并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料，伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误，他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两铁球同时下落，结果两铁球几乎同时落地。

　　且再看实验：把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落，同学再观察：

　　学生：几乎同时落地。

　　师：同一个纸袋，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢？

　　学生：这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的`阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。

　　老师：如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，和伽利略的结论一样吗？

　　演示：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。

　　学生：同时落下。

　　演示：把小钢球装进纸袋，与另一个小钢球同时下落。

　　现象：同时落地。

　　老师：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：

　　在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略的条件下，物体从静止竖直下落。

　　1、自由落体运动

　　板书：自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。

　　2、自由落体运动的加速度

　　距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出：自由落是初速度为零的匀加速直线运动。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 6

　　一、教学任务分析

　　《自由落体运动》是匀变速直线运动规律在实际中的一个具体应用。重点放在科学探究过程的实践、科学方法的运用和相关知识的灵活应用上，对改变学生学习方式来说具有重要的意义。

　　学习本节内容所需准备的知识和技能主要有：（1）匀变速直线运动的规律；（2）会用dis实验测量匀加速直线运动的加速度。

　　将自由落体运动的内容分成若干个子课题，学生分组，并认领探究的课题。

　　通过子课题1引出物体自由下落的快慢与物体所受重力无关，得出自由落体运动的定义；

　　通过子课题2和专题3得出自由落体运动的性质和重力加速度。

　　通过实例分析，掌握自由落体的规律，解决生活实际中的简单问题。

　　本节内容采用学习包的形式编写，目的在于改变传统的教与学的方式，在教师指导下，学生通过自主活动，做到“资料自己找，实验自己做，问题自己答，小结自己写，效果自己评”，在探究活动中体验合作探究的学习过程、认识研究性学习的特点，感悟科学方法的应用和科学态度对探究的成功的重要作用，为今后的持续发展奠定基础。

　　二、教学目标

　　1、知识与技能

　　（1）知道自由落体运动的定义。

　　（2）理解自由落体运动的性质。

　　（3）知道自由落体运动的实际意义。

　　（4）知道重力加速度的大小、方向和单位以及不同地点重力加速度略有不同。

　　（5）掌握自由落体运动的规律，能用规律解决生活实际中的简单问题。

　　2、过程与方法

　　（1）在探究自由落体运动的过程中，通过小组成员间分工合作，获取、搜集、处理、表达信息的过程，感受科学探究的一般过程和方法。

　　（2）在运用网络、多媒体和dis等手段进行探究活动的过程中，感受信息技术对探究活动的支撑作用。

　　（3）通过对自由落体运动实际意义的分析，认识理想模型这一科学方法。

　　（4）通过用频闪照片研究落体运动的性质、实验测量自由落体的加速度以及不同地方重力加速度大小的比较等过程，经历动手实验、观察、数据处理分析等研究过程。

　　3、情感、态度与价值观

　　（1）通过对落体运动快慢争论的物理学史介绍，领略伽利略对科学严谨执着的态度和敢于对前人，尤其是权威大胆质疑的精神，激发探究的兴趣和欲望。

　　（2）通过对伽利略落体运动研究过程的物理学史介绍，体验和学习“提出假设-数学推理-实验验证”的科学方法，感悟科学方法在人类认识自然和应用中的作用。

　　（3）通过小组成员间根据子课题研究内容，明确各自担任的角色和任务，在探究的过程，体验具体分工、合作的愉悦和经验，增强责任感，乐于与人合作，并善于与人合作。

　　三、教学重点和难点

　　重点：

　　（1）物体自由下落的快慢与物体所受的重力无关。

　　（2）自由落体运动的性质是初速为零的匀加速直线运动，加速度是g 。

　　难点：自由落体运动的规律及其应用。

　　四、教学资源

　　1、器材：五分硬币和纸片、钱毛管和抽气机、频闪照片、dis多种传感器、书签、反应时间尺、计算器、其他器材等。

　　2、internet 网络、图书资料等。

　　3、自制课件。

　　五、教学设计思路

　　本设计的内容主要包括四个方面：一是自由落体运动的定义；二是自由落体运动的性质；三是测量自由落体运动的加速度；四是自由落体运动的规律及其应用。

　　本设计的基本思路是：学生组成小组，在教师的指导下根据总课题自由落体运动提出系列性问题或子课题，然后通过学生自主学习、查找资料、交流讨论、探究实验解决问题，最后进行小结、交流和评价。

　　本设计要突出的重点是：物体自由下落的快慢与物体所受的重力无关；自由落体运动的性质是初速为零的匀加速直线运动，加速度是g 。

　　方法是：通过专题1，纸片和硬币实验、钱毛管实验、月球实验介绍、亚里士多德和伽利略关于落体运动快慢的争论的介绍，引出物体自由下落的快慢与物体所受重力无关；通过专题2和专题3，让学生通过初步观察、提出猜想、设计方案、实验验证等过程得出自由落体运动的性质是初速为零的匀变速直线运动，加速度是g 。

　　本设计要突破的难点是：自由落体运动的规律及其应用。

　　方法是：通过制作反应时间尺测量反应时间和滴水法测重力加速度等实例分析，掌握用规律解决生活实际中的简单问题。

　　本设计重视概念和规律的形成过程以及伴随这一形成过程的科学方法和物理学史的教育，着重培养学生获取、搜集、处理、表达信息的能力以及观察、分析、推理的能力。

　　完成本设计的教学任务需2～3课时。

　　六、教学流程

　　情景实验和设问

　　通过演示实验，以“马路边夹钱骗术”创设情景，指出落体运动是生活中常见的一种运动，提出“落体运动具有怎样的性质和规律”的问题，激发学生的兴趣和探究欲望。

　　活动i和活动ii学生分组和探索研究

　　通过对学生进行分组、确定子课题及研究内容、明确角色和任务分工。学生在课前利用网络资源和书籍资料，自主研究、制定课题计划书和进度表，并将搜集到的资料汇总、分析、整合，初步做成ppt 、网页、作品等形式。然后，小组内部进行交流和观看成果，进一步修改和完善课件或作品。

　　活动子课题展示

　　通过学生分组展示和交流研究成果，得出自由落体运动的定义、运动性质和重力加速度，引入理想模型、“提出假设-数学推理-实验验证”等物理思想和科学方法。

　　活动iv师生评价

　　由教师和学生组成课题评审团，一方面对学生开题研究方案进行评审，另一方面以投票方式对各组成果进行评议，根据成果交流情况评出创意奖、特别奖等各奖项，进行表彰和鼓励，并提出改进意见，评奖面可适当大一些，主要起鼓励作用。

　　活动v 、活动vi和活动vii自由落体运动的规律及其应用

　　通过“大家谈”的方式，让学生小结自由落体规律。然后，教师通过实例1和实例2的分析，进一步理解自由落体运动的规律在实际生活中的应用。

　　问题设计方案

　　通过设置课后思考题，鼓励学生制作反应尺测量反应时间，测量不同人群的反应时间（性别，年龄，职业等），研究采集到的数据，总结反应时间跟哪些因素有关，实现“带着问题进课堂、带着问题出课堂”的教学设计意图。

　　七、教学案例

　　（一）课前准备

　　1、学生方面所做的准备

　　学生分组：以自愿结合为原则，每4～6人分为一组。

　　角色和任务分工：根据自身的特点，学生自主选择和承担对应子课题的各项任务。每组可设资料搜集员，整理员、展示员，实验员、制作发明员、组长（兼）等。

　　课题选题：包括教师指定选题和学生自主选题。教师可根据学生的知识水平和研究能力，可以提供一系列可操作的课题供学生选择，也可以由学生自主选择有兴趣、能操作的课题，然后填写选题意向表。“

　　其他课题：需由指导老师主持开题评审会对学生课题研究方案进行评审。

　　2、教师方面所做的准备

　　创设学习的情境：从本节课的生活背景出发，激发学生学习自由落体运动的兴趣。

　　编写课前导学：学生自主学习应考虑时间的合理性，高中生课后作业较多，为了让学生有宽裕的课前自主时间，开展研究性学习。教师应根据具体要求，编写了“课前导学”，在“课前导学”中为学生提供了学法指导，针对所学内容，提供一些相关的学习方法（尽量实用、丰富些）让学生参考，重在引导学生围绕重点、难点展开思考，发现疑点，提高学习效率。

　　教师搜集选题意向表：按照学生的意向分组，最后宣布分组名单。

　　各课题组制定研究方案，自主开展研究活动：鼓励学生把发现的问题和别人交流讨论，并认真填写研究过程的记录表格。教师可指导学生利用工具书，网络、图书馆等辅助手段去解决问题（学会搜集信息，与人的终身学习休戚相关）。实再解决不了的（包括学生课前自学时发现的其它问题），由每组的组长把问题反馈给教师，然后汇总给课代表（作简单统计），再反馈给任科老师。通过反馈，让每个学生都有机会畅所欲言，尊重其权利。

　　成立课题评审团：由每个课题组的一名代表和指导老师组成评审团，一方面对学生开题研究方案进行评审，另一方面以投票方式对各组成果进行评议，根据成果交流情况评出创意奖、特别奖等各奖项，进行表彰和鼓励，并提出改进意见。评奖面可适当大一些，主要起鼓励作用。

　　（二）主要教学过程

　　1、学生分组交流各自专题的研究结果（以下课题供参考）

　　子课题1：关于落体运动快慢的'争论

　　问题：轻重不同的物体下落快慢相同吗？

　　实验：

　　a．纸片和硬币。

　　b．纸片揉成团和硬币。

　　c．钱毛管实验。

　　d．月球实验介绍。

　　e．物理学史：介绍亚里士多德的落体理论和伽利略的巧妙反驳。

　　小结：物体下落的快慢与物体本身所受重力大小无关，从而得出自由落体的定义。

　　教师进一步指出：

　　（1）自由的含义：不受空气阻力的作用。

　　（2）自由落体运动的条件：初速为0（从静止开始下落），只受重力作用。

　　（3）实际意义：在处理实际问题时，如果落体运动的物体所受的空气阻力与所受的重力相比很小可以忽略，则可以看成是自由落体运动。这种为了突出问题的本质，采取抓住事物的主要因素，忽略次要因素的方法成为理想模型法。

　　子课题2：自由落体运动性质的研究

　　初步观察落体运动的特点：得出其是初速为0的加速运动。

　　提出猜想：自由落体运动是初速为0的匀加速运动吗？

　　设计方案。

　　实验验证。

　　展示自由落体运动的频闪照片，介绍研究方法。

　　物理学史：介绍伽利略对落体运动性质的研究过程（提出假设－数学推理－斜面实验）。

　　小结：自由落体运动是初速为0的匀加速运动。

　　子课题3：测量自由落体运动的加速度

　　（1）重力加速度的定义：教师可指出当我们学完牛顿第二定律后，再回过头来推导为什么自由落体运动的加速度是g 。

　　（2）方向：竖直向下。

　　（3）大小：设计方案测量自由落体运动物体重力加速度的数值：例如称重法，滴水法，dis实验（光电门，位移传感器，力传感器）等。

　　（4）通过表格比较不同地方的重力加速度，找出规律，指出标准值的含义。

　　（其他子课题）略

　　2、师生评价

　　对学生开题研究方案进行评审，并以投票方式对各组成果进行评议，根据成果交流情况评出创意奖、特别奖等各奖项，进行表彰和鼓励，并提出改进意见。评奖面可适当大一些，主要起鼓励作用。

　　3、自由落体运动的规律及其运用

　　（1）学生小结自由落体的规律，得出计算公式。

　　（2）实例1分析：破解“夹钱”骗术。

　　模拟实验：夹书签。教师指出这个实验可以检验人反应的灵敏程度，引出反应时间概念。

　　教师拿出一根神秘的尺子检测学生，直接得出反应时间，让学生猜一猜这把尺子的奥秘。引导学生分析测量方法，布置课后继续研究工作。

　　（3）实例2分析：滴水法测重力加速度。我们先在水龙头下放一个盘子，调节水龙头阀

　　门，使第一个水滴到盆子的瞬间，第二个水滴正好从阀门处开始下落（边听水滴碰盘子的响声边注视阀门处的水滴），问需要测出哪些物理量，就可以测出重力加速度，并写出计算公式。

　　4、课后研究

　　制作反应尺，测量反应时间：测量不同人群的反应时间（性别，年龄，职业等），研究采集到的数据，总结反应时间根哪些因素有关？

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 7

　　教学目标

　　知识目标

　　1、知道什么是．

　　2、知道什么是重力加速度，知道重力加速度的方向和通常的取值．

　　3、会应用相应的运动学公式解答有关的问题．

　　能力目标

　　调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述．

　　教材分析

　　教材把作为初速度为零、加速度为的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出的公式，这体现了物理学从简单问题入手，用理想化的方法处理实际问题的方法．研究时，给出了频闪照相机的照片，但没有作定量的详细分析，只要求从图上看出物体越落越快，物体作加速运动即可．教材为了简便，援引伽利略的研究结果，直接给出了是初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度的讲述，也比较适合学生的思维习惯，根据实验在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面的事实．由知它们的加速度必相同，所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析．

　　教法建议

　　可以按照教材安排的顺序，在讲解的同时，通过实验，边讲边议，如果学生条件许可，可采取讨论式的教法．

　　教学设计示例

　　教学重点：

　　认识是初速度为零、加速度为的匀变速直线运动，并能应用匀变速直线运动的规律解决的问题．

　　教学难点：

　　中不同物体下落的加速度都为．

　　主要设计：

　　[方案一]

　　1、思考与讨论：

　　（1）重的物体下落得快？还是轻的物体下落得快？

　　（2）请举出一重的物体下落快的实例？（演示一团棉花和一块石头下落的现象）

　　（3）请举出一轻的物体下落快的实例？（演示一小粒石子和一大张纸片下落情况）

　　2、分析引导：

　　（1）上述实验现象是因为有空气阻力存在使现象变得复杂，（教师指出）

　　（2）演示：把纸片团成一个小纸团，再让它和小石子同时下落的现象．

　　（3）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？

　　（4）演示：按教材要求做“牛顿管”实验．

　　3、分析与小结：

　　（1）分析“牛顿管”实验的特点，引出的定义．

　　（2）展示课件“的频闪效果”

　　（3）分析频闪效果，分析出是加速运动，进而指出，是初速度为零的匀加速直线运动．

　　[方案二]

　　1、教师提出我们要研究一种见得非常多的物体运动，即物体下落的运动，问学生：重的物体下落快还是轻的物体下落的快？

　　2、启发学生回想所见过物体的下落运动，有没有轻的物体下落快的现象？引导学生对观察到的物体下落现象总结为“有时重的物体下落快、有时轻的物体下落快”（配合演示）

　　3、提问：怎样从理论上说明重的物体比轻的物体下落快是不对的？让学生看教材30页有关伽利略的推理，认识到从“重的物体下落快”会导出矛盾的结论．

　　4、提问：为什么有时重的物体下落快？有时轻的物体下落快？可通过前面的演示启发学生想到：空气阻力的作用使得物体下落问题变得复杂．

　　5、教师问：我们应该怎样研究物体的下落运动？引导学生想到研究问题应从简单到复杂，因此应首先研究没有空气阻力时物体的下落情况．指出可根据实验来研究．

　　6、演示：“牛顿管实验”让学生得出结论：没有空气阻力，只有重力作用时，轻重不同的物体下落快慢相同．

　　7、教师小结：物体只在重力作用下从静止下落的运动叫，轻重不同的物体自由下落快慢相同．

　　8、展示课件“的频闪效果”，总结特点：是初速度为零的匀加速直线运动．

　　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．

　　3、让学生根据匀变速运动的公式，推导出的公式：

　　若学生基础较好，可根据自由落体频闪照片，用分析纸带的方法粗算一下自由落体加速度．

　　探究活动

　　滴水法测重力加速度的过程是这样的，让水龙头的水一滴一滴的滴在其正方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子时后一滴恰好离开水龙头，测出几滴水落到盘中的总时间t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h，即可算出重力加速度．请思考：为什么不只测出一滴水下落的时间即开始计算？按前面给的方法测出一个水滴下落时间还是？为什么？重力加速度的表达式是什么？实际做一做，计算一下，当地的重力加速度．

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 8

　　一、教学目标

　　1、理解自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动

　　2、明确物体做自由落体运动的条件

　　3、理解重力加速度概念，知道它的大小和方向，知道在地球上不同的地方，重力加速度的大小是不同的

　　4、培养学生实验、观察、推理、归纳的科学意识和方法

　　5、通过对伽利略自由落体运动研究的学习，培养学生抽象思维能力，并感受先辈大师崇尚科学、勇于探索的人格魅力

　　二、重点难点

　　理解在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同是本节的重点

　　掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题是难点

　　三、教学方法

　　实验—观察—分析—总结

　　四、教具

　　牛顿管、抽气机、电火花计时器、纸带、重锤、学生电源、铁架台

　　五、教学过程

　　(一)、课前提问:初速为零的匀加速直线运动的规律是怎样的？

　　vt=at

　　s =at2/2

　　vt2 =2as

　　(二)、自由落体运动

　　演示1：左手掷一金属片，右手掷一张纸片，在讲台上方从同一高度由静止开始同时释放，让学生观察二者是否同时落地.然后将纸片捏成纸团,重复实验 ,再观察二者是否同时落地.

　　结论：第一次金属片先落下，纸片后落下，第二次几乎同时落下。

　　提问：解释观察的现象

　　显然，空气对纸的阻力影响了纸片的'下落，而当它被撮成纸团以后，阻力减小，纸片和金属片才几乎同时着地。

　　假设纸片和金属片处在真空中同时从同一高度下落，会不会同时着地呢？

　　演示2：牛顿管实验

　　自由落体运动：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。

　　显然物体做自由落体运动的条件是：

　　（1）只受重力而不受其他任何力，包括空气阻力。

　　（2）从静止开始下落

　　实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动。

　　（三）自由落体运动是怎样的直线运动呢？

　　学生分组实验（每二人一组）

　　将电火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器下放，然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

　　运用该纸带分析重锤的运动，可得到：

　　1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

　　2、重锤下落的加速度为a=9.8m/s2

　　(四)自由落体加速度

　　1、学生阅读课文

　　提问：什么是重力加速度？标准值为多少？方向指向哪里？用什么字母表示？（略）

　　2、重力加速度的大小有什么规律？

　　（1）在地球上同一地点，一切物体的重力加速度都相同。

　　（2）在地球上不同的地方，重力加速度是不同的，由教材第37页表格可知，纬度愈高，数值愈大。

　　（3）在通常的计算中，可以把g取作9.8m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作10m/s2

　　(五)自由落体运动的规律

　　vt=gt

　　h=(1/2)gt2 g取9.8m/s2

　　vt2=2gh

　　注意式中的h是指下落的高度

　　（六）课外作业

　　1、阅读《伽利略对自由落体运动的研究》

　　2、教材第38页练习八（1）至（4）题

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 9

　　一、教学目的：

　　1、通过观察现象，了解分析物理规律的方法。

　　2、理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

　　3、理解什么是自由落体加速度，知道它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。

　　4、掌握自由落体运动的规律。

　　二、器材及方法：

　　1、器材：两张大小不同的小纸片；粉笔头；乒乓球；一个小钩码；牛顿管。

　　2、方法：通过小实验和逻辑推理启发式教学。

　　三、重点与难点：

　　不同物体下落的加速度都是重力加速度。

　　四、教学过程：

　　（一）什么是自由落体运动：一个物体离地h高处，当把细绳剪断，物体就在重力的作用下沿着竖直方向下落，这种运动即为自由落体。

　　1、问题：不同的物体下落的快慢是否相同呢？

　　（1）实验讨论1：一张小纸片和一支粉笔头同时从同高处下落，哪个先落地？（动手做）

　　①现象：粉笔先落地。

　　②感觉：重的物体先落地。

　　（2）实验讨论2：一个乒乓球和一个钩码同时从同高处下落，谁先落地？

　　①现象：钩码先落地。

　　②感觉：重的物体先落地。

　　（3）实验讨论3：把小纸片揉成团再重做实验讨论2 。

　　现象：两者差不多同时落地。

　　2、问题：物体下落的快慢是否由物体的重量有关？

　　首先我们来用一种巧妙的推理方法来进行推理：

　　（1）讨论：

　　①假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。

　　②而两块石头的总重量最大，它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何？（答：整体下落速度最快）。

　　③而如把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢；下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果如何？（答：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。

　　（2）实验：用牛顿管做实验，大家看到：真空管内的形状质量都不同的金属片、小张片当管直立过来时，它们同时到过管底。

　　（3）结论：说明它们下落的一样快。物体下落的快慢与它的重量无关！我们不能仅用生活中的感知去推究物理规律，而应深刻分析，抓隹矛盾的主要方面，由实验总结出本质的东西，得出物理规律。为什么会有这种结果呢？我们来看看自由落体运动的特点、

　　（二）自由落体运动的特点：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。

　　1、条件：

　　①物体只受重力作用。

　　②从静止开始下落。

　　2、运动性质：它是一种初速度为零的匀速直线运动。

　　3、运动规律：因为物体只受重力，据有：如果在相同地区，不同的物体的重力加速度都相同，则它们的运动速度和从同高度下落至地面的时间都相同，与物体的质量无关。那么，不同的物体的重力加速度是否相同呢？

　　（三）重力加速度。

　　1、重力加速度：物体只在重力作用下，自由下落的加速度。

　　2、实验：测重力加速度的方法。课本第51页图2—24中是一个小球从某高度自由下落时用频闪照相机（每隔相同时间照一张相片）从小球正面拍摄的，图中的多个小球是同一个小球在不同时刻的位置叠加的结果，从图中可读出相邻的时间里小球发生的位移。根据（T为频闪照相机的拍摄时间），即可求出重力加速度。

　　3、根据用不同的小球重复实验表明：同一地区，不同物体的重力加速度相同。

　　4、不同地区（纬度不同）物体的重力加速度略有不同。从书中表中可知：

　　①同一纬度地区重力加速度相同。

　　②纬度越高重力加速度越大。

　　③通常计算中，重力加速度取，粗略计算中取。

　　（四）总结：

　　1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

　　2、不同物体的重力加速度在同地区相同，不同地区重力加速度与纬度有关。

　　3、自由落体运动的规律是，凡是初速度为零的匀加速直线运动的推论也适用于自由落体运动。

　　练习：

　　1、想测出一幢楼的高度，你用所学过的知识设计测量方案。

　　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。

　　3、求一个物体自由下落，从下落时起，第隔1秒钟物体下落的高度之比。

　　高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计 10

　　一、教材分析

　　自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。

　　本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于学生受日常经验的影响，对重的物体下落快，轻的物体下落慢的印象很深，所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发，通过实验逐步提出问题（设疑），让学生自己探究（解疑），得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

　　本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。

　　二、教学目标

　　1、知识与能力

　　（1）理解自由落体运动，理解是重力加速度，

　　（2）掌握自由落体运动的规律，

　　（3）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。

　　2、过程与方法

　　通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

　　3、情感态度和世界观

　　感受前人（亚里士多德）崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。

　　先通过观察生活中的一些现象和提出亚里士多德的理论和设疑“重物体比轻物体下落快吗?”，让学生通过分组实验及演示实验（牛顿管）解疑，理解什么是自由落体运动，明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。接着引导学生探究“自由落体运动是一种怎样的运动呢？”，通过分组实验对自由落体运动进行研究，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。再提出“你能求出自由落体运动的加速度吗?”，引导学生去研究，从而圆满解决问题。

　　三、教学准备

　　(1)牛顿管、抽气机；

　　(2)10套：纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、海绵垫、接线板；长刻度尺。

　　四、教学过程

　　回顾学过的知识：复习匀加速直线运动的规律和判定，掌握其有关的一些公式。

　　引入新课：

　　在日常生活中，我们会看到这种现象：把硬币和纸片举到相同高度，硬币的重量比纸片重，同时由静止开始释放。观察哪个先落地？

　　（演示：硬币和纸片）

　　观察结果：硬币先落地

　　类似的'现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。在我们今天看来，他这个说法是否正确呢？

　　提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？（课后有伽利略的推论）

　　我们可以通过实验研究这个问题，桌上有两张纸片（同种材料，质量不同）观察掉落在桌面的情况：