物理必修 第一册4 自由落体运动教学设计及反思

这是一份物理必修 第一册4 自由落体运动教学设计及反思，共5页。教案主要包含了学生合作探究，联系实际，引入概念，学生活动， 例题示范等内容，欢迎下载使用。

物理观念：知道自由落体运动的概念；自由落体加速度（重力加速度）的概念。
科学思维：通过分析，归纳出自由落体运动的速度、位移公式，培养学生的分析推理能力。
科学探究：通过观察演示实验，总结出自由落体运动的特点；通过实验探究自由落体运动的加速度特征。
科学态度与责任：学生通过了解伽利略对自由落体运动的研究贡献，认识物理实验与科学推理在物理研究中的作用。从而培养学生的质疑精神、科学推理能力和科学论证精神。
教学重难点
重点：
1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际的问题。
难点：
1、理解并运用自由落体运动的条件及其规律解决实际问题。
2、运用逐差法求自由落体加速度。
教学过程
新课引入
在日常生活中物体的下落运动随处可见，比如：树叶的下落，雨滴的下落，苹果的下落等等。早在2000年就有一些科学家研究物理的下落并且得到了研究结论。
请同学们通过阅读教材回答问题。
1、科学家亚里斯多德的研究方法是什么？他的结论是什么？
2、科学家伽利略的研究方法是什么？他的结论又是什么？
新课讲授
【引导学生自己设计实验将其使用信息技术同步到电脑屏幕实时观看】
探究实验：半张纸与一张纸，半张纸捏成团整张纸从同一个高度同时下落
现象：轻的纸团下落快。
结论：空气阻力影响物体下落快慢
如何排除空气阻力的影响，探究物体重量对物体下落快慢的影响呢？
引导学生得到："真空"的条件。
观看PPT中多媒体实验视频：在真空中轻重物体下落的快慢（羽毛和铁球）
结论：轻的物体和重的物体下落得同样快。
在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。
【引入自由落体运动的概念】
提问，物体下落过程中，受不受力？下落的初速度为多少？
受力，受重力，且只受重力。
初速度为0，从静止状态开始运动（下落）
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叫自由落体运动。
2、特点： ①从静止开始下落，即初速度v0 为零。
②只受重力。
【学生合作探究】
1、自由下落的运动就是自由落体运动吗？
2、如何判断一种运动是否为自由落体运动？
3、自由落体运动与落体运动的区别
【联系实际】
但在我们生活中研究物体运动时，基本都是在有空气的空间。没有阻力的情况是一种理想状态，我们现实中无法实现。所以说自由落体运动是一种理想的物理模型。如果空气阻力的对物体运动的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。这就使得自由落体运动在现实生活中具有实际意义。突出主要因素，忽略次要因素的理想化物理模型在我们物理学中很常见。
【让学生举例生活中的自由落体运动】
二、自由落体加速度
探究点二：自由下落的物体加速度在下落过程中是否变化呢？
让学生做某个物体的自由落体运动，利用tracker软件将其运动轨迹捕捉绘制得到自由落体运动的位移时间图像。
得到图像是一条抛物线。
结论：x与t是二次函数关系，自由落体运动是加速度不变的加速运动。
二、自由落体加速度
对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，是同一个值。
【引入概念】
我们就把这个都相同的量，就做自由落体加速度。
①定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度。
②符号：通常用 g 表示。
③方向：竖直向下。（垂直于水平方向）
虽然是如此，但是我们通过精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。如图所示，可以看到各地的加速度的值是不同的。但是也有一定的规律。
结论：重力加速度随纬度的增加而增大。
④大小：一般g =9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。
做出的实验略小于9.8是因为？有阻力（学生回答）
因此，自由落体运动是一个初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。
三、自由落体运动规律
我们已经知道，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
那么，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。
把初速度v0= 0 和加速度 a=g 以及位移x 用高度h 来代替，把它们分别代入
速度公式和位移公式以及速度位移公式得：
利用希沃白板中的课堂游戏，巩固学生对自由落体运动和自由落体加速度的认知。
这就是自由落体的运动规律
教学设计说明：通过公式的推导，更加坚定的认识到自由落体运动是匀变速直线运动的一种特殊形式。
【学生活动】利用刻度尺测反应时间，利用本节课的知识，如何将刻度尺转换为时间尺。
【 例题示范】
例、某物体由静止开始做自由落体运动，落地时的速度是30m/s，g=10m/s2.
（1）下落的高度为？
（2）前2s的平均速度为？
（3）最后1s内下落的高度为？
解题过程巩固对自由落体运动规律和自由落体运动条件，加速度的理解。
习题演练
1：自由落体运动概念基础题
下列关于自由落体运动说法正确的是：
A、质量大的物体自由落体运动时加速度大
B、从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C、雨滴下落的过程是自由落体运动
D、水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看作自由落体运动。
2：自由落体运动规律基础题
某物体从距地面高度30m处做自由落体运动，问2s后，物体距离地面高度为多少？
h=1/2gt2=20m，强调公式中的h指的是物体下落的高度
距离地面H=h‘-h=10m
3：综合阶梯难度应用题。
如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B以下h 处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：
（1）经过多长时间直杆下端B开始穿圆筒？
（2）直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？
（3）整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？
课堂总结
请学生来回顾本节课所学知识点（对学生的总结进行评价，指出总结不到位的地方并适当进行补充。）
1、自由落体运动的概念、条件：v0=0，只受重力。
2、自由落体加速度g=9.8m/s2，方向竖直向下。
3、自由落体运动规律及推导。
核心素养作业
课后学生实践作业：学生只需从以下三个活动方案中任选其中一个活动完成，可选择独立完成，也可以3人组成一个活动小组，小组内成员分工合作，共同完成活动，并且做好活动记录。
活动1、自制时间尺。
尝试在一把刻度尺的长度刻度旁边对应标注为时间刻度，使它变为一把“人的反应时间测量尺”。然后同学间互相合作测出各自的反应时间。
活动2、测楼层高度。
找一处空旷的楼房，一人在下面负责安保，清空行人，一人用秒表计时，一人从楼顶静止释放一颗小石头。通过3人合作粗略测算楼房高度。
活动3、用手机测自由落体加速度。
在智能手机上安装能显示加速度的应用程序。用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机。观察手机屏幕上加速度传感器的图线，从而得到自由落体的加速度。
教学反思
本节课探究自由落体运动的规律，从逻辑推理的角度入手，整节教学设计注重学生逻辑思维的发展，因而教师在教学过程中应注意内容的衔接和适当的引导。
学生对于自由落体运动的规律学会但还不能很熟练地运用，需要多巩固。本堂课运用了希沃白板和tracker等信息技术，运用希沃白板巩固知识能让学生在游戏中学习，提高学生的积极性。运用tracker软件使学生对自由落体运动的规律有更直观的认知，使得物理知识联系实际。物理是一门重视实验的学科，利用多种信息技术可更方便实验的演示与多元性，提高学生的科学思维。
从实验入手说服力强，教学结论的得来非常自然科学。而一些运用希沃白板做的知识小游戏，以游戏的形式运用现代化技术手段起到了让学生在快乐中巩固课堂知识的作用，提高课堂实效。还利用希沃白板同步实验过程，在解决学生认知困惑的同时，解决传统课堂演示实验无法全班同学都看到的困难。
板书设计
2.4 & 自由落体加速度
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初速度为零
②只受重力
二、自由落体加速度
1、定义：物体在做自由落体运动中的加速度叫做自由落体加速度，又叫重力加速度。
2、符号：g
3、方向：竖直向下（垂直于水平面向下）
4、大小：一般g=9.8m/s2,粗略计算g=10m/s2
三、自由落体运动规律
速度公式： V=gt
位移公式： h= 1/2 gt2
速度位移公式： V2=2gh
平均速度公式：X=1/2 Vt
初速度为0的匀变速直线运动所有规律同样适用