导语: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。以下是大学网unjs.com小编整理的高中物理自由落体运动教案及教学设计精选,欢迎阅读参考!
高中物理自由落体运动教案及教学设计
教学目标
知识目标
1、知道什么是自由落体运动.
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自由落体运动的问题.
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.
教学建议
教材分析
教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为
的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,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.研究自由落体运动时,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,直接给出了自由落体运动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:认识自由落体运动是初速度为零、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自由落体运动的问题. 教学难点:自由落体运动中不同物体下落的加速度都为
.
主要设计:
一、自由落体运动
[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,引出自由落体运动的定义.
(2)展示课件“自由落体运动的频闪效果”
(3)分析频闪效果,分析出自由落体运动是加速运动,进而指出,自由落体运动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自由落体运动,轻重不同的物体自由下落快慢相同.
8、展示课件“自由落体运动的频闪效果”,总结特点:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
二、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,推导出自由落体运动的公式:
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.
高中物理自由落体运动教案及教学设计
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。
知识介绍:
1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子、一根羽毛同时下落,观察到它们同时落到月球表面上。
同学们根据这些过程、结论,给自由落体运动下一个定义:
1.自由落体运动:(板书)
(1)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。
(2)做自由落体运动的物体,在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。
点评:此环节,让学生自己猜想、观察、思考、理解、体会,学生在体验中突破与原有认识的冲突,在教师引导下可以从以上实验中总结结论,提出物体下落快慢与物体质量无关的设想。另外,学生可能会提出关于下一环节的一些问题,教师也要做出适当评价,并为下面作铺垫。
教师:在认识了什么是自由落体运动之后,新的问题就产生了,同学们一定想知道它是什么性质的运动呢?
师:结合前面物体下落的现象,你觉得自由落体运动究竟是一种怎样的运动?
2.实验探究二──探究自由落体运动的性质。
(1)回味现象,进行猜想。
让学生回忆上面实验现象,大胆猜想。(学生可能会提出:变速直线运动、加速直线运动、匀加速直线运动等)
(2)组内讨论验证
小组内成员针对问题进行交流讨论。
讨论主题:可以利用实验桌上提供的器材自行设计实验,用你们的实验方式操作、记录、研究自由落体运动的特点。学生的实验设计方案可能有多种,教师必须做好充分的预设。
(1)组织学生分组实验:利用打点计时器记录重物的下落过程。(提醒学生操作注意事项)
(2)引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析:
小组实验、操作、记录、思考、交流讨论,
A.轨迹──直线 方向──竖直向下
B.变速──速度越来越大──比较相等时间内发生的位移。
初步实验结论:大部分小组都能得到是加速运动,(此时教师一定要趁热打铁,是我们前面学过的匀加速直线运动吗?要是该多好呀?鼓励学生去探究是否是匀加速直线运动)
学生可能会有以下处理方法:
Ⅰ.连续相等时间内的位移之差Δs是一个常数
Ⅱ.速度均匀增大(利用v-t图像)
Ⅲ.s∝t2(利用s-t2图像)──教师当场对书本P47的“问题与练习”的问4的闪光照片上的数据利用计算机的EXCEL的图表功能在投影上演示自由落体的s-t2图像和v-t图像,以扩展学生的思路,开阔学生的眼界,懂得用多种方法进行研究。
t/s
x/m
t2/s2
0
0
0
0.04
0.008
0.0016
0.08
0.032
0.0064
0.12
0.071
0.0144
0.16
0.125
0.0256
0.2
0.196
0.04
0.24
0.284
0.0576
若还有其他的方法也可。要鼓励学生多角度思考问题。教师对所列方法应当做适当的解释,也可以让发言的学生说明方法的理论依据。
(5)师生达成共识:自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。(板书)
Vt=at;x=(1/2)at2
教师引导:根据你处理的数据,请你计算自由落体的加速度。
各小组计算结果公布,教师把结果写在黑板上,(各结果有可能有误差)请同学们讨论在实验误差允许下,不同物体的自由落体运动,它们的加速度是否同的?
结论:相同。
3.自由落体运动的加速度(板书)
⑴在地面附近的同一地点,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,也叫重力加速度,通常用g表示。
⑵重力加速度g的方向总是竖直向下的。
⑶教师强调我们这里的重力加速度的大小g=9.801 m/s2。在粗略的计算中,可以把g取作10 m/s2。
请学生看书本P46的表格,说说能得到的信息:
在地球上不同的地方g的大小是不同的,从赤道到北极,随着纬度的升高而增大。
4.做一做 (反馈应用 巩固知识)
教师:老师最近发明了一个仪器,能测出你到底是反应灵敏还是反应迟钝(开玩笑),只要你一捏我就能知道你的反应时间,(边在过道走,边为学生测量,学生的热情和积极性很高)我把它叫做“反应时间测量尺”,你能知道我这把尺子的奥秘吗?
学生:知道(很不服气)
教师:现实生活中人们遇到某种情况时,大脑能迅速作出反应。人从发现情况到作出反应采取行动所需的时间叫做反应时间。有些人反应时间对他们很重要,像运动员,战士,飞行员,司机等。你们也能做一把“反应时间测量尺”吗?,同桌之间相互测一测彼此的反应时间,我们现在不是有一门研究性学习的课程吗!你完全可以用你自己制作的“反应时间测量尺”定一下不同年龄,不同性别,不同职业人的反应时间是多少?也可以看一个人在一天是什么时候反应最快?其实这就是一个很好的研究性学习小课题。
点评:通过、“做一做”进一步巩固了结论,培养学生分析、解决问题的能力、动手能力和创造力,让人真正感受到自由落体运动就在我们身边,体验物理知识的生活化。据教学时间情况,不一定在课堂内完成,尤其“做一做”让学生在课外动手体验。)
5.自我评价小结
课堂小结:让学生以“本节课我学到了什么”为话题进行评价性小结。
教师引导学生从知识和方法两个角度来小结。
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。
高中物理自由落体运动教案及教学设计
课标
要求 高考要求:Ⅱ级要求。对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际的问题的分析、综合、推理和判断等过程中应用。
小高考要求:Ⅱ级要求。对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际的问题的分析、综合、推理和判断等过程中应用。
教
学
目
1、 标 知识与能力 使学生知道什么是自由落体运动,理解自由落体运动的条件和特征,掌握重力加速度的概念;
2、 掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。
过程与方法 1、通过推导自由落体公式,经历由特殊到一般的推理过程,体会科学研究方法;
2、通过寻找规律得出自由落体运动公式,并找出其与匀变速直线运动公式的联系。
情感、态度与价值观 1、调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。
2、通过的公式理解及应用,培养学生透过现象看本质,用不同方法表达同意规律的科学意识。
教学
重点 1、自由落体运动的特征和规律;
2、运用合适的公式解决实际的的问题。
教学
难点 研究自由落体运动的特征
教学
方法 讲授法、讨论法、练习法。
教学程序设计
教
学
过
程
及
方
法 环节一 明标自学
过程设计 二次备课
“明标自学”:
(1) 新课导入
一阵秋风吹过,熟透的苹果从树上纷纷落下,仔细观察,苹果下落时是越来越快的。那么你如何能够求出苹果落地时的速度及落地时间?苹果在空中下落一定时间,下落的高度又是多少呢?
(2) 自学内容
1、 什么叫自由落体运动?它有怎样的特点?影响物体下落快慢的因素是什么
2、 什么是自由落体加速度?其大小等于多少?它的方向是怎样的?
3、 自由落体运动的性质是什么?
4、如何推导自由落体运动的公式?
教
学
过
程
及
方
法 环节二 合作释疑 环节三 点拨拓展
(备注:合作释疑和点拨拓展可以按照顺序先后进行,也可以根据教学设计交叉进行设计)
过程设计 二次备课
“合作释疑”:
1、 在现实生活中,物体的下落在什么情况下才可当成自由落体运动来处理?
在实际中物体下落时由于受到空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动,只有当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落才可当成自由落体运动来处理。
2、 观察课本44页表格,总结影响自由落体加速度大小的因素是什么?
自由落体加速度随纬度的增加而增大,且随着物体离地面的高度的增大而减小。
“点拨拓展”:
对自由落体运动的理解:
1、 自由落体运动是一种理想化模型,具备两个特征:(1)初速度为零;(2)只受重力作用。
2、 自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,它只是匀变速直线运动的特例,并不是一种新的运动。初速度为零的匀加速直线运动的所有规律对自由落体运动都适用。
3、 利用公式 、 解题时,必须以物体刚开始下落时刻为计时时刻,即t=0时v0=0。通常规定竖直向下的方向为正方向。
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以其v-t图象是一条过原点的直线,该直线的斜率k=g。
教
学
过
程
及
方
法 环节四 当堂检测 二次备课
“当堂检测”:
1.甲、乙两物体的质量之比为1:4,不考虑空气的阻力作用,它们在同一高度处同时下落,则下面说法正确的是………………………………………………( )
A. 甲比乙先着地 B.乙比甲先着地
C.甲和乙同时落地 D.甲比乙的加速度大
2.如果从高楼相隔l s先后释放两个相同材料制成的小球,假设小球做自由落体运动,则它们在空中各个时刻………………………………………( )
A. 两球的距离始终保持不变 B.两球的距离越来越小
C.两球的距离先越来越小,后越来越大 D.两球的距离越来越大
3.在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落,测得小球下落到地面处所用的时间是1.9 s,求此地的重力加速度和1.9 s 末的速度。
4.一个物体从 19.6 m 高的地方自由下落,问经过多长时间落到地面?它落到地面时的速度是多少?
课
堂
小
结 本节课我们学习了自由落体运动,其中自由落体运动的特征和规律是本节课的重点,大家要重点掌握,运用合适的公式解决实际的的问题是本节课的难点,课后大家要及时整理并完成相关练习。请同学们课后及时复习,按时完成作业.
课后
作业 <<训练与测评>>第10页
板
书
设
计 1、自由落体运动
2、自由落体加速度g
3、自由落体运动的公式
[高中物理自由落体运动教案及教学设计精选]