甘紅德

【摘要】自由落體運動是高中物理的重要內容。文章首先通過師生合作游戲引入課題，引出自由落體運動的概念；接著，先讓學生猜想自由落體運動的性質，再通過實驗讓學生自主探究這種運動的性質；然后，讓學生結合之前學過的勻變速直線運動規(guī)律得出自由落體運動規(guī)律；最后就是規(guī)律的應用，使學生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高。

【關鍵詞】自由落體運動；教學設計；規(guī)律

【教材分析】

自由落體運動是高一物理第一章第七節(jié)的內容。本節(jié)內容是在學生學習了運動學的知識后編排的，是勻變速直線運動的特例。對自由落體運動的研究一方面是對前面知識的復習和鞏固，同時也加強了課本與實際生活的聯(lián)系；另一方面是通過實驗培養(yǎng)學生自主、合作、探究的科學研究方法，為學生的終身發(fā)展打下良好的基礎。因此，本節(jié)課是本章知識的復習課、培養(yǎng)學生思維的研究課、聯(lián)系生活的應用課，也是后面課程的知識準備的墊底課。所以本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用。

【學情分析】

在前面的教學中，學生已經初步掌握了勻變速直線運動的規(guī)律，并利用打點計時器研究過勻速直線運動和勻變速直線運動，同時對物理學中的理想模型有了一定的認識，具備了初步的邏輯思維能力和實驗設計能力。

【教學目標】

知識與技能

1.研究并認識自由落體運動的特點和規(guī)律。

2.理解自由落體運動的特點和規(guī)律，并會運用自由落體運動的特點和規(guī)律解答相關問題。

過程與方法

1.培養(yǎng)學生觀察能力和分析、處理實驗數(shù)據(jù)的能力，使之會驗證勻變速直線運動。

2.通過分析，歸納出自由落體運動速度、位移公式，培養(yǎng)學生分析、推理、綜合的能力。

情感態(tài)度與價值觀

1.讓學生領悟突出主要因素，忽略次要因素的哲學思想。

2.通過實驗探究，使學生形成實事求是的科學態(tài)度。

教學重難點

重點：自由落體運動的性質和規(guī)律。

難點：設計實驗并驗證自由落體運動為勻變速直線運動。

教法學法

問題教學法、實驗法、討論法。

教學準備

教師準備：（打點計時器、紙帶、交流電源、鐵架臺、質量不同的重物12套）、PPT課件、多媒體展臺、信用卡、紙片、牛頓管、真空抽氣機

學生準備：三角板（或刻度尺）、鉛筆、草稿紙

【教學過程】

一、引入新課

利用課前制作好的“測反應時間的尺子”測同學的反應時間。

設計意圖：在課堂教學過程中，有意識地創(chuàng)設情境，通過提出一些與課文有關的富有啟發(fā)性的問題，將學生引入情境之中，容易激發(fā)起學生學習的動機，培養(yǎng)其學習興趣；通過合理創(chuàng)設情境，不僅能起到組織教學的作用，而且能使學生明確學習目標，產生濃厚的學習興趣。

二、新課教學

知識點一：自由落體運動

問題1： 物體下落的快慢與哪些因素有關？

『實驗探究一』（1）把一張紙片和同樣大小的信用卡從同一高度由靜止同時釋放，哪個下落得快？（2）把紙片和信用卡疊在一起，重復上述實驗，下落快慢有什么變化？試猜想發(fā)生這些現(xiàn)象的可能原因。

（學生觀察、思考后回答：由于空氣阻力的影響。）

『實驗探究二』（1）把事先抽成幾乎真空的牛頓管拿出來，讓牛頓管中的鐵片、羽毛由靜止同時從同一高度下落；（2）再打開閥門讓空氣進入，重復剛才的實驗。

（學生觀察、思考后回答：在沒有空氣阻力的情況下，輕重不同，物體下落快慢相同。）

設計意圖： 學生通過實驗觀察進而對原有的觀念產生懷疑，猜想下落快慢不同的可能原因，然后再設計另外的實驗去驗證，得出物體下落快慢相同與輕重無關，與空氣阻力有關，培養(yǎng)學生科學探究能力和實事求是的科學態(tài)度。

『學生活動』引出自由落體運動的概念

①定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。

②條件：a.初速度為零； b.只受重力作用。

說明自由落體運動是理想化模型，實際中在重力比阻力大得多的情況下，可以忽略阻力的影響；把物體自由下落的運動看成自由落體運動。

設計意圖：讓學生了解突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化模型的物理思維方法。

知識點二：自由落體運動的性質

問題2： 自由落體運動軌跡是直線還是曲線？是勻速運動還是變速運動？

討論交流：1.怎樣根據(jù)紙帶上點的分布特征判斷物體是否是做勻變速運動？

2.重錘托著紙帶自由下落能否看成是自由落體運動呢？

實驗注意事項

（1）要豎直提起紙帶，讓重錘靠在限位孔。

（2）先接通電源，后釋放紙帶。

（3）選取中間一段比較清晰的點跡并每隔一個計時點依次編好計數(shù)點。

（4） 用刻度尺依次測量出x1、x2、x3、x4兩點間的距離，請?zhí)詈脤嶒灁?shù)據(jù)記錄表格。

（教師巡視，了解情況，并給部分有困難的學生以適當?shù)囊龑А＃?/p>

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納出自由落體運動的性質：是初速度為零勻加速直線運動，方向豎直向下。

設計意圖：通過此活動，培養(yǎng)學生的實驗設計能力、實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力以及歸納總結能力。

問題3：閱讀教科版必修1課本P31“一些地區(qū)重力加速度值”，從表中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？

總結：地球的不同地方，重力加速度不同，從赤道到兩極，重力加速度逐漸增大。

設計意圖：培養(yǎng)學生的概括能力，讓學生了解重力加速度隨緯度的增加而增大。

知識點三：自由落體運動的規(guī)律

問題4：根據(jù)自由落體運動的初速度v0=0，加速度 ，下落位移（高度）x=h，請同學們結合勻變速直線運動的基本規(guī)律，寫出自由落體運動的基本規(guī)律。

設計意圖：培養(yǎng)學生的知識遷移能力。

例題：如圖，在測反應時間過程當中，若尺子下落的高度為 20cm，請估算出反應時間。

設計意圖：該問題是通過回扣課前游戲，使學生對自由落體運動的規(guī)律加以鞏固和提高，同時培養(yǎng)學生運用新知識解決實際問題的能力。

【課外作業(yè)】

1.根據(jù)自由落體運動下落時間與下落高度的對應關系，請你設計方案制作一把測量反應時間的尺子。

2.請你設計方案：用一塊較重的石子和秒表來估算一座橋的橋面到水面的距離。

【板書設計】

第七節(jié) 自由落體運動

一、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動

二、條件：1.只受重力作用；2.初速度為零

三、性質：勻加速直線運動，a=g=9.8m/s2，方向豎直向下

四、規(guī)律：；；