参赛课题:自由落体运动推荐单位:泰山大学所学专业:数学学青岛黄岛2009-8-16《自由落体运动》教学设计一．教材剖析我所使用的教材是，人教社全日制普通中级学校教科书（选修）《物理》第一册第二章直线运动的第八节自由落体运动。在中学生把握了匀变速直线运动的规律以后，课本把该节置于本章的最后一节，把自由落体运动作为初速率为0、加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这样有利于中学生产生良好的知识结构，防止死记公式。它既是对上面所学内容的备考和巩固，同时也通过本节内容的知识探究，为之后学习较复杂运动打下良好的基础，在教材中具有重要的地位和作用二．学习者剖析中学生由于受日常生活的影响，对“重的物体下落的快，轻的物体下落的慢”印象很深，故做好演示实验以及中学生实验变得尤为重要。依据前几节的学习，我们志在调动中学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力，培养中学生探究性学习的能力、观察思索剖析、处理数据的能力。依据产生性评价，中学生早已把握了进行自由落体运动学习的初始能力。在学习本节知识之前，中学生应当牢靠的把握匀变速直线运动的规律，就能熟练使用打点计时器进行实验，并把握实验数据的处理技巧。
三．教学目标（一）知识与技能1、知道哪些是自由落体运动，理解自由落体运动是初速率为零的匀加速直线运动。2、知道哪些是自由落体加速度，晓得它的方向、大小和变化规律。3、能规范的使用打点计时器，熟练进行实验操作。（二）过程与技巧1、观察自由下落的物体，预测其运动特性，培养中学生的观察能力和逻辑推理能力。2、通过自由落体运动作为匀变速直线运动特例的学习，发展中学生的知识迁移能力。3、实验探究自由落体运动的规律，让中学生在探究自由落体运动规律的过程中体验科学探究的技巧。（三）情感、态度和价值观1、在教学中渗透数学技巧的教育，使中学生了解在处世中要突出主要诱因，忽视次要诱因的哲学思想。2、通过科学家研究自由落体运动的过程，使中学生深刻感悟到化学学家努力探求真理的人格魅力。3、通过中学生实验培养中学生的团结合作精神和协作意识，培养中学生勇于思索、敢于突破陈规、勇于创新的科学精神。四．重点难点剖析教学重点自由落体运动的定义和自由落体运动的规律。教学难点所有物体自由落体运动的加速度都是重力加速度g，与重量无关。五．教法和学法自由落体运动是自然界广泛存在的物体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，有其广泛性和特殊性自由落体运动，在教学过程中要注重中学生对概念的产生。
采用：“复习提问——直观演示——分析讨论——归纳概念阐明规律——巩固知识”的实验探究教学法并辅以现代教育教学手段。按照本节课的特征，这节课我们安排在实验室里学习，让中学生边学边实验。对中学生来说，重要的是让她们把握获取新知识的过程和技巧，养成良好的科学素质。因而在学习过程中，要让中学生主动参与、乐于探究、善于思索，重视收集和处理信息，获取新知识学会解决问题。采用：提取旧知识——积极思维——实验探求——构建新知——巩固推进的学法。六．教学媒体硬币、牛顿管、纸片、纸板、铁架台、打点计时器、重物、纸带、直尺、课件。七．教学过程（一）备考提问我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由哪三个公式彰显下来？（教案放映）====这个公式反映了匀变速直线运动的特征，它可以用于匀变速直线运动的估算中。反过来，我们也可以通过这个推论来验证个别运动是否为匀变速直线运动。（备考旧知识并为实验探究自由落体运动的规律埋下伏笔）（二）导出新课明天我们要借助那些知识来研究一种特别常见的运动——自由落体运动。首先我们来研究物体的下落运动。（教案展示）树根的下落；雨滴、雪花的下落；蹦极时，人的下落；工地上，从高处落下的板砖和瓦片等等。
这么多的物体在下落！物体的下落有哪些特征呢？（展示目标，调动中学生兴趣、激发中学生求知欲）（三）新课教学1、什么是自由落体运动?提问：大家仔细观察过落体运动吗？不同物体下落的快慢相同吗？请朋友们仔细观察下边的实验。[演示1]：取一枚硬币和一张与硬币等大的纸片，让它们从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（诱导一下：是否物体越重下落得越快？）这是我们的生活经验，虽然很容易得出“重的物体比轻的物体下落得快”的推论，这也是公元前古埃及哲学家亚里士多德的观点。这个观点使人们在错误的推论下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略为证明亚里士多德观点的错误，做了大量的实验。他拿了一个质量是另一个质量10倍的铁块站在汉堡斜塔上，使两球由静止同时下落，据亚里士多德的观点，重球应当先落地，但实际上两球同时落地。[演示2]：取厚纸板一张，与厚纸板等大的纸片一张，把纸片揉成团，让二者从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（诱导一下：是否物体越轻下落得越快？）一会儿是重的物体下落快，一会儿是轻的物体下落快，这是哪些缘由呢？（让中学生讨论，提出猜测：物体下落的快慢不仅跟重力有关外，还与物体遭到的空气阻力大小有关）（矛盾的推论导致中学生的惊奇，形成认识冲突，迸发智慧，并从心理上做好接受新知识的打算）真的与空气阻力有关吗？我们来尽量减少空气阻力对落体的影响试试。
[演示3]：把演示1实验中的纸片捏成一团让它跟硬币从同一高度同时下落。问：谁下落得快呢？（班主任引导：很难判定说明纸团和硬币几乎同时落地）如今，重的物体和轻的物体几乎同时落地了，若果我们进一步改善实验条件，设法让物体在真空中无阻力下落试试。[演示4]：牛顿管实验。我这儿有一个长约1米，一端封闭、另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把形状和质量不同的小金属片、小羽毛等，置于玻璃管里。1）打开开关，管里有空气，把玻璃管倒立过来，现象怎样?2）把管里的空气抽出一些后，现象怎样？3）把管里的空气几乎全部抽出，会怎样?（现象显著，引导中学生总结出：假如没有空气阻力，物体下落快慢相同）肯定中学生猜想，并给出定义：化学学上将物体不受其他诱因影响自由落体运动，只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动。（明晰自由落体运动中“自由”的又一含意即“不受其他诱因影响”。“其他诱因”包括空气阻力、电场力、磁场力等等）这些运动只有在没有空气的空间里能够发生；在有空气的空间里，假若空气的阻力作用比较小，可以忽视，这么物体的下落也可以看做是自由落体运动。像牛顿管中的金属片、小羽毛从静止开始下落的运动是自由落体运动。（以上四个演示实验因为简单，易观察，中学生很有成就感，容易唤起兴趣，导致共鸣。
之后趁势引出自由落体运动的定义和进一步实验探究自由落体运动的特征规律，自然过渡）2、自由落体运动的特征及重力加速度现实生活中，重物从静止开始下落不太久的时间内可以近似觉得是做自由落体运动，重物可以是小石块，小铁块，雨滴等等。这么自由落体运动是哪些样的运动呢？它有哪些特征规律呢？（可以提示中学生：物体下落得越来越快；上面我们学过的哪些运动是这样的呢？直至多数同事推测是匀加速直线运动为止）他人凭哪些相信你的推论呢？（及时引导中学生：必须用实验事实来证明自己的推测是否正确）从前面的实验及剖析可知：自由落体运动是的加速运动，是哪些样的加速运动呢?下边我们通过实验来研究。中学生分组实验：重物自由下落，用打点计时器打一纸带。（通过演示实验和中学生实验培养中学生的动手操作能力、观察能力、分析推理能力、综合归纳能力）要求中学生分组完成检测工作，之后据检测结果，告诉班主任各自的推论。（投影）在偏差容许的范围内====？（培养中学生数据处理能力，并备考曾经学习的实验操作，降低实验熟练度，增强中学生动手能力）中学生可以通过估算剖析得出自由落体运动是匀加速直线运动，之后引导中学生求出其加速度，即由，得。（培养中学生的团结合作精神和协作意识）这个实验易于操作，却很粗糙，人们发明了许多先进的实验手段来研究自由落体运动，这儿，我给你们介绍一种较先进的方式频闪拍照法。
[看投影]这是自由落体运动（小球）的频闪拍照的相片，相片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的，类似纸带的剖析我们可以更确切地求出小球的加速度。（介绍先进试验方式，开拓中学生视野，提升中学生的识图剖析能力及知识运用能力）通过以上剖析，我们不难得出自由落体运动是初速率为0的匀加速直线运动，并且在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，一般用g表示。请朋友们阅读教材第37页表格内容，月球上不同的经度，g值随经度的降低而降低，一般g值取9．8，有时简略估算也取10，g的方向竖直向上。（未学习万有引力，对重力加速度的理解不可能深入，只稍作提醒即可）将中学生估算出的加速度大小与教材上的g=9.8m/s2作比较，明晰：检测值偏小的缘由是磨擦阻力和空气阻力引起的，让中学生课后估算教材上频闪相片中小球的加速度，将得到更精确的值。这部份内容作为本节课的重点，应当充分发挥中学生的主动性，注意纠正中学生的不良实验习惯，让中学生学会实验探究的通常技巧。3、自由落体运动的规律既然自由落体运动是初速率为0，加速度为g的匀加速直线运动，这么请朋友们推出其速率公式，位移公式以及位移速率公式。
（引导中学生进行知识迁移，提升推理能力，并备考巩固先前学习的知识，产生良好的知识结构）4、例题一个物体从19.6高的地方自由下落，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速率是多少？解：由公式（巩固知识，提升认识，提升中学生应用能力及构建模型的能力）5、作业1）估算教材频闪合照图3-28中小球的加速度大小，并与真实值和课堂上你用打点计时器实验的估算值比较，试讨论形成偏差的诱因。2）测反应时间。6、课堂小结在研究自由落体运动时，我们采用了一种理想化的方式：从最简单、最基本的情况入手，捉住主要诱因，忽视次要诱因，由浅及深的沉入，得出一种运动方式——自由落体运动，再借助基本满足自由落体运动条件的运动研究其规律，最后将规律用于生活实践。这些获得知识和应用知识的方法，在之后我们学习数学时就会常常用到。八．板书设计自由落体运动一、物体下落运动（1）沿直线竖直下落（2）受重力作用，同时受空气阻力作用（3）空气阻力忽视不计时，物体下落快慢相同二、自由落体运动1.定义：物体只受重力作用从静止开始下落的运动。2.实验：探究自由落体运动的性质推论：自由落体运动是初速率为零的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度1.同一地区一切物体下落的加速度是相同的，我们把这个加速度称为自由落体加速度，一般也称作重力加速度，用g来表示。2.大小：方向：竖直向上三、自由落体运动的特征四、自由落体运动的规律例题：（略）作业：（略）小结：（略）九．教学反省首先，本节课最重要的是对一些科学研究方式的教学，若仅仅是对这种知识的传授而不注重科学化学研究方式的教学，则这堂课还不能算是一堂成功的课。其次，在教学过程中应充分发挥中学生的主体作用：通过实验探求、设问点拔,创设问题情景,引导中学生积极参与，迸发学习兴趣，活跃课堂氛围，调动中学生学习积极性，使中学生一直保持积极探求的学习态度。另外，这节课要重视把实验做好，注重应用媒体辅助教学，提升课堂教学的效率。