自由落体运动教学设计(精品)

第一篇：自由落体运动教学设计(精品)

《自由落体运动》教学设计

【学习任务分析】

本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，不仅使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识和规律在实际问题中的应用，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果，体验科学研究的方法，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。

本节教学的重点在于引导学生思考研究自由落体运动的实验原理和方法，特别是利用打点计时器记录运动轨迹和时间的方法及实验数据处理、结论得出、误差分析等实验方法。

本节教学的难点在于实验探究的思路、方法。

【学习者分析】

学生前面已认识描述运动的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法（图象、公式），以及测加速度、处理实验数据等方法。

【教学目标】

1．通过观察演示实验概括出自由落体运动的条件，渗透物理方法，从而培养学生的观察、概括、科学抽象能力。

2．通过学生的合作实验研究自由落体运动的规律，领会科学探究方法（提出问题、猜想假设、设计实验方案、分析实验数据、总结交流结论成果），理解自由落体运动的实质是加速度为g的匀加速直线运动。

3．归纳出自由落体加速度的大小和方向，会判别不同地点重力加速度的大小。

4．运用理想化方法，通过比较重力与空气阻力的大小，将实际问题转化为自由落体问题。

5．会运用匀变速直线运动的规律解决自由落体的问题，激发学生探究科学的热情，增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。

【教学过程设计】

让学生利用已有的知识和方法，经历科学探究的过程，培养科学探究能力，体现物理学是以实验为基础这一特点，具体设计思路流程如右图。虚线框内为探究过程。

【教学过程】

一、通过演示实验，引出要探究的问题

1．概括落体运动是竖直向下的直线运动

(1)悬挂在铁架台上的小球，它受到几个力的作用？（重力、悬线拉力）

演示1：用火将悬线烧断，引导学生观察小球的运动。

（学生观察到：小球在重力作用下，沿竖直方向作直线运动。）

(2)落体运动是最常见的一种运动

演示2：石块、粉笔头从手中落下

(3)结论：任何物体只在重力作用下自由下落，都是沿着竖直方向作直线运动。

（过渡：这节课，我们就来学习一种特殊的下落运动。）

（板书：自由落体运动。）

2．物体下落快慢的因素分析

(1)提出问题：究竟是重的物体下落快还是轻的物体下落快呢？

演示3：等大铁片和纸片同时、等高、无初速下落。

（学生观察到：重的铁片先落地。）

(2)得出“物体越重下落越快”的结论。观点是否正确呢？你能否设计实验证明你的观点？

（激发学生思考）

(3)让学生上讲台演示其设计的实验，并说明其观点。

学生演示：较重的铁纸片和轻小纸团同时、等高、无初速下落，或等大的铁片和纸片叠在一起无初速下落。

（学生观察到：轻小纸团比较重的铁片下落快，或铁片和纸片一样快。）

(4)引导学生得出正确结论

①根据前面的实验和分析，同学们猜想一下，物体下落的快慢跟重力的大小有什么关系呢？（生：没有关系。）

②那怎么解释前面的实验现象呢？

（生：空气阻力影响了物体下落的快慢。）

③同学们猜想一下，如果完全没有空气阻力的影响，轻、重物体谁下落得快呢？

演示4：科普知识：1971年美国宇航员斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面。

演示5：钱羽管实验

（学生观察到：在抽去空气的钱羽管内，轻重不同的铁片、羽毛同时落下。）

结论：在没有空气阻力时，物体下落的快慢跟物体重力无关。我们把这样的运动称为自由落体运动。

（板书：定义：物体只在重力作用下，由静止开始的下落运动叫自由落体运动。）

(5)在日常生活中，我们平时见到的落体运动由于大气层的存在，自由落体运动是一种理想运动，但掌握了这种理想运动的规律，也就为研究实际运动打下了基础。当空气阻力不太大，与重力相比较可以忽略时，实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动。

（让学生体会自由落体运动有着普遍的意义和现代科技的发展与人类科学探究进程的关系。）

演示6：体积相同的小木球和小铁球同时、同高、无初速落下。

（学生观察到：两球几乎同时落地。）

结论：（板书：自由落体运动的条件：a·从静止开始下落，初速为零；b．只受重力，或其他力可忽略不计。）

（说明：让学生思考、讨论，明确空气阻力使下落物体的运动表现得很复杂，科学研究的第一步是先忽略空气阻力，研究物体不受空气阻力的运动。在这样的学习中，学生不仅可以提高观察与推理的能力，而且会逐渐形成观察与思考的习惯。）

（过渡：人们根据简单的观察所得到的直觉观念和结论往往不一定都是可靠的，应当用科学实验对它们进行检验。）

二、探索研究过程

1．提出问题

(1)那么自由落体运动是什么性质的运动呢？（生：（部分）是匀变速直线运动。）如是，怎样通过实验验证？

(2)它的加速度与哪些因素有关？与落体质量有关吗？

(3)你的说法有根据吗？你研究过吗？（反问）

2．猜想假设

(l)落体运动既然是自然界最常见、最普遍的一种运动，那么其中必然蕴藏着最简单的规律。

(2)方法教育：大物理学家们对猜想假设的理解。

一旦科学插上幻想的翅膀，它就能赢得胜利。──法拉第（英国）

没有大胆的猜测就作不出伟大的发现。──牛顿（英国）

(3)让学生大胆猜想自由落体运动是一种最简单的一种变速运动──初速度为零的匀加速直线运动。

(4)怎样研究物体运动的规律？

对于初速度为零的匀加速直线运动，加速度为常量，物体运动的位移s、时间t、速度v之间存在如下关系：

3．设计实验方案（教师引导，学生通过学生分组合作讨论，提出设计方案。）

方案一：用打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动

设计原理：

设计要求：

(1)如何提高本实验的准确度？

(2)完成实验后，对纸带进行分析，如何判断其是匀变速运动？

(3)如何利用实验来说明不同物体的自由落体运动规律相同？

设计思路：用打点计时器研究物体的运动时，为提高实验的准确度，应从减少阻力、正确安装器材及操作步骤合理等入手。打点计时器最大的特点就是每打两点的时间间隔相等，它直接记录下的实际是物体在连续相等时间间隔内的位移，通过研究这些位移，看连续相等时间间隔内的位移差△s是否相等，从而得知物体的运动性质。

设计结果：

(1)由自由落体运动的定义知，要提高实验的准确度，应该从尽量减少阻力入手。具体办法是：整个装置应竖直（如图所示），纸带应平行于打点计时器的限位孔，先打点后放手等。

(2)从相邻两点间的距离可看出，物体越往下落，相同时间间隔内下落的距离越大，即速度越来越大。

(3)各组利用各自的纸带选择清晰的，并量出相邻各点间的距离。

分组实验：按设计要求操作实验，进行分组实验时，同组实验者要求相互合作。各组实验时所用的重物质量、形状各不相同。

（说明：学生可能会根据匀变速运动的特点会提出多种方案，以下方案的设计老师要给予肯定，有条件的可以根据实际条件进行教师课堂演示，没条件的可以用光电门替代，作为学生课外研究性课题。）

方案二：利用

测速度随时间变化的关系

找出落体物体的速度与时间的关系

方案三：利用

找出落体物体的位移与时间的关系

测位移随时间变化的关系

设计原理：v-t图s-t图

设计思路：利用仪器测出v、s、t各量

设计结果：通过描点作图，得出图象对应的规律。

（说明：教师对以上几种方案进行评价，特别对于方案一要着重分析引导，有利于养成良好的实验习惯。对于方案二、三教师先给予肯定，利用大屏幕投影进行演示。给学生介绍随现代科技的发展，有一种仪器(如图)

利用Logger Pro软件自动识别连接在Lab-Pro上的运动传感器，能直接读出自由下落物体的速度和位移，不仅会大大缩短实验时间，而且能解决处理数据时遇到的如何计算速度这一难题。）

4．分析实验数据

方案一：

利用量出的SAB、SBC、SCD算出△s，看是否在实验误差范围内相等。若是相等，利用△s=aT2计算出a=？并根据纸带判断出A的方向。

方案二：利用Logger Pro软件做出v-t图象。如图。

方案三：利用Logger Pro软件做出s-t图象。如图。

5．总结交流结论成果

方案一：利用各组实验数据分析，进行交流，判断得出结论是否相同？算出的口是否相等？

进行交流后，发现不同物体所做的试验结论都相差不大，都在9．5 m/s左右，在实验误差范围内可以认为相同。

方案二、三：利用logger Pro软件对图象进行拟合后，得出的A接近9．8m/s。

结论：轻重物体下落快慢相同，都做初速度为零的匀变速直线运动，A接近9．8 m/s。方案一偏差较大且值都偏小的原因是阻力影响较大（纸带与限位孔、空气阻力等）。

板书：(1)运动性质：初速度为零的匀变速直线运动。

·不同重量的物体加速度相同；这个加速度称为重力加速度。

·加速度的大小为：____（学生由实验中测量的值）。

板书：(2)自由落体的加速度──重力加速度g

在同一地点，一切物体做自由落体的加速度都相同。

强调：“在同一地点”。就是说，在不同的地点，物体自由落体的加速度不同。（教师介绍精确实验测定的北极9．832 m/ s、北京9．801m/s、长沙9．791m/s、赤道9．780m/s值越大。并给出一般取值。）

板书：通常计算中，g=9．8m/s

方向：竖直向下。

6．探究过程小结：通过观察、思考、分析，提出所要研究的问题，然后作出假设，选择实验方案，分析实验数据、总结交流结论成果，是科学探究的重要途径。

三、应用

1．闪光照片

现代科学发展为我们研究自由落体运动的性质提供了更为科学的手段，请同学们看彩图，彩图是自由落体的小球的闪光照片按比例的缩小图。（简介闪光照相）照片上相邻的球

222

2的重力加速度值，总结出：越靠近赤道，重力加速度的值越小；越靠近两极，重力加速度的是相隔1/30秒的时间拍摄的，请大家用刻度尺测相邻的每两个球之间的距离S，在计算出相邻每两段的位移差

（生：（测量、计算）

2．能否找出刚才纸带上所打的第一个点吗？

是恒量，说明自由落体运动是匀变速直线运动。），看

是否是恒量？

（利用

只要距第二个点约为2 mm的点）

3．为了测出井口到井里水面的深度，身边没有尺子，但有一秒表，如何粗略测量其深度。可让一个小石块从井口下落，若测得经2s钟听到石块落到水面的声音，求井口到水面的大约深。（不计声音传播的时间）(19．6米)

小结：从这题中可以看到应用自由落体运动规律，我们可以把长度测量问题转换为时间测量问题。这是物理学研究中常用的测量转换方法。

4．（参见教科书44页做一做）测定反应时间：测人的反应时间，一个人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。

可以用下面方法测定：请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，请你拳起一只手的手指在木尺的下部，作握尺的准备，但手的任何部位都不要碰到木尺，当看到那位同学放手时，你立即握木尺，测出木尺下降的高度，就可以用自由落体规律求出反应时间。假设测得某人握住木尺时，木尺下降了20 cm，求该人的反应时间。

5．测量“傻瓜”照相机曝光时间（参见书44页做一做）

总结：运动规律：公式：

【板书设计】

【教学后记】

1．通过演示实验，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的观察、概括、科学抽象能力。教学时，教学过程的第一部分（通过演示实验，引出要探究的问题）可以适当紧凑些，尽量缩短教学时间。研究物体下落快慢的因素分析时，尽量激发学生思考，利用已有的实验器材（纸片、铁片），放手让学生上讲台来演示，这不仅激发学生学习兴趣，而且活跃了课堂氛围。

2．通过探索研究过程，得出重要的结论：自由落体是匀加速运动、加速度为g；同时“让学生经历科学探究的过程，培养科学探究能力”的精神。最后，自由落体运动规律的得出及应用等知识也就水到渠成。因此，对课本知识的适当延伸、拓展，让学生经历设计实验、合作完成实验、交流实验成果、得出结论，再理论联系实际，有利于培养学生探究能力，观察、分析、解决实际问题的能力，这正是当今素质教育所要求的。

3．在探究过程中，学生会提出很多方案。用打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动时，学生可能会提出按学生实验“研究小车速度随时间变化的规律”那样测出加速度，或不用小车，用钩码直接钩住纸带跨过滑轮水平拉纸带等，教师要利用自由落体运动的定义出发，引导学生对实验方案进行完善。分组实验时，可以两个或三个同学为一组，数据的处理时一定要灵活，同组实验者分别用计算器计算，这样，可以节省课堂时间，又达到了总结规律的目的。学生也可能会提出用方案二、三，利用图象来研究运动规律，教师要给予肯定，由于实验条件的限制，可以根据实际条件进行演示。通过演示不仅拓展学生的思维，而且巩固了利用图象研究运动的方法。

第二篇：《自由落体运动》教学设计

《自由落体运动》教学设计

一、学情分析：

学生在从小学到初中的生活中有太多的实际现象表明物体的质量大小决定了物体下落速度的大小，前面同学们已经了解vv0at，速度的大小取决与加速度与时间有关，所以从现象与规律的矛盾入手，本节课就是以此为出发点展开学习活动，先从实验现象定性方面让学生了解速度与质量大小无关，在引导学生思考探究下落物体速度大小的与加速有关，那么这个加速度如何测定？由于学生已经了解通过打点计时器能够测加速度，并且以经掌握传感器的相关知识，让学生自己设计实验，对实验数据分析，自己总结规律。

二、教学思路

1.从实际生活现象走向物理，从物理走向社会。2.注重学生的发展需求和认知特点。

3.适当淡化知识点的传授，鼓励进行实验反思，引导学生自主建构。4.注意科学探究，运用先进科技设备，提倡实验方式的多样化。

三、教学过程：

1.物理学家名言导入，引出朴实物理课题

你能认出真理，因为它既美又简单。——费曼（Richard Feynman）

用著名物理学家费曼的名言来引出课题，一下子吸引了学生们的眼球——今天需要研究怎样的课题，其中又蕴含着怎样的真理，又为何说这个真理既美又简单。学生充满了期待，情不自禁地跟着教师把名言读了一篇，此时，教师顺理成章地今天研究的课题是“自由落体运动”。

2.创设下落快慢实验情境，点燃对比实验中的思维火花 探究一：影响物体下落快慢的因素是什么？

准备了一把榔头和一根羽毛，并问学生：若把它们举高并从同一高度释放，是否同时下落，又是谁先落地？

探究二：如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落的快慢如何？

在简要介绍牛顿管之后，刻意让阀门打开，迅速倒置，此时学生看到羽毛明显先于铁片落到管底。接着，安排学生利用手摇抽气机对牛顿管进行抽气一段时间，关闭阀门，再次迅速倒置，铁片和羽毛几乎同时落到管底。并介绍和放映美国宇航员斯科特做的月球落体实验视频，视频中铁锤和羽毛同时落到月球表面，和地球上同样的实验形成鲜明对比。

3.定义、分析自由落体运动，感受物理思维的严谨

通过上述多个实验的铺垫，指出若把探究二中的落体运动视作自由落体运动，并启发学生从受力和初速度两个角度对该运动下个定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。

4.探究自由落体运动性质，尝试物理思维可视化

本节课的重点和难点均是自由落体运动性质的研究，书本上介绍的是打点计时器和纸带实验，而且可以算出当地的重力加速度。但是，实际教学中该实验有诸多不尽如人意的地方，比如纸带和限位孔的摩擦、电压频率欠稳定，若用手提纸带还会引入释放纸带时手的抖动，等等，而这些客观原因常会导致：纸带在连续相等时间内位移差某些时候相差很大或较大，即使有少数纸带勉强可以认为是定值，但得到的g距离9.8m/s2相差很多，而这也是屡屡让教师不敢在课堂上真实展示实验纸带的原因。

鉴于此，本节课常用的突破方法是频闪照片技术，但该技术需要暗室来支持成为了学生参与探究的最大瓶颈；还有不少教师利用光电门结合传感器来实现突破，但在实际教学中该方法也有很大的制约，比如对学生的抽象思维能力和相关光电门和运动学知识准备要求偏高，而传感器把小球的下落直接阅读为v-t或v2-x显得比较突兀，v-t或v-x图像表面形象的同时给学生以化简单为复杂的感觉。

自由落体运动转瞬而过，于是尝试能否自制教具并利用单反相机拍摄视频并通过帧播放来实现瞬间定格，从而实现可视化课堂探究自由落体运动性质计算巩留当地重力加速度g。

探究三：

自由落体运动性质是怎样的？请提出你的研究方案！

学生对自由落体运动的直接感受是加速运动，至于是匀加速还是变加速，显然需要学生猜想，因此研究的思路：猜想→提出实验方案→实验探究→结论。

学生普遍猜想自由落体运动为匀加速直线运动，并提出用纸带来研究。实验方案一：打点计时器+纸带

实验探究1：因为匀变速直线运动必定有：△x=xn-xn-1=aT2，即连续相等时间内位移差是一定值，反之也成立。实验探究2：分别利用vnxnxn12求出A、B、C、D各点的瞬时速度，并由此判断v-t是否成线性递增关系，若是，即为匀加速直线运动。

实验方案二：单反相机+频闪光源

这个方案即频闪照片法，由教师介绍和阐述，但是由于暗室的限制，通常教师只能通过放映Flash课件来模拟暗室里进行拍摄，最后投影，然后启发学生频闪照片拍摄过程非常类似纸带打点过程，分析方法相同。

实验方案三：单反相机+自制教具

发现这是一幅完成可以比拟频闪照片的图片，这也再次说明方案三能够兼具其他多个实验方案的优点。

五、阐述重力加速度g，突出人文关怀

重力加速度的大小主要与地理位置、海拔高度有关，并出示重力加速度的表格： 此时，让学生去发现表格的蕴含“纬度越高，重力加速度越大”的特征显然合理而自然，但其实还会很自然地联系到自己当地的重力加速度有多大。

对于“重力加速度的方向竖直向下”作了如下处理，因为学生根据av的矢量t性已经知道加速度a的方向同于速度变化v的方向，而在自由落体运动过程中，速度不断在竖直方向增加，所以v的方向竖直向下，换言之，重力加速度的方向也必定竖直向下。

六、小结自由落体运动规律，实现课堂规律的生成

课堂到此，学生对自由落体运动是“初速度为0的匀加速直线运动”的理解已经到位，那么让学生小结自由落体运动规律也是水到渠成。比如：

速度、时间关系：v=gt 位移、时间关系：h=gt/2 速度、位移关系：v2=2gh 连续相等时间的位移比：h1:h2:h3:hn1:3:5:(2n1)



2七、实践“做一做”实例，感受物理应用乐趣

在课堂上安排的学生实验是人教版必修1的P45“做一做”：看看你反应的快慢，这个实验需要两个同学互相配合，器材只需要一把30cm左右的刻度尺。简单的器材，简单的操作，带给学生却是合作的意识，物理规律实践的乐趣，也能从侧面检验学生课堂知识与技能目标的达成情况。

八、课堂总结，重述和升华物理之美

1．自由落体运动是一种既美又简单的运动——只受重力，初速度为0，加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动。

2．自由落体运动性质的探究方案：可以是纸带法、频闪法、视频帧播放法，核心思想或是但都是利用了类似纸带△x=xn-xn-1=aT2，或是vn图像，等等。

3．视频帧播放法很好地定格和展现了自由落体运动的物理之美，但在物理学史上又是如何巧妙地研究自由落体运动和发现它蕴含的物理之美，同学们可以阅读人教版必修1《伽利略对自由落体运动的研究》或上网查看相关资料。

xnxn12并由此绘制v-t

第三篇：《自由落体运动》教学设计

发挥学生主动性，打造高效课堂

---------------《自由落体运动》案例

杨炜龙

一、教学目标

（一）知识目标

1、理解自由落体运动的性质和自由落体运动的条件

2、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向，了解不同地方加速度不同。

3、掌握自由落体运动的规律，并能运用自由落体规律进行计算。

（二）能力目标

1、通过演示实验和学生实验培养学生的动手操作能力、观察能力、分析推理能力、综合运用能力。

2、培养学生建立模型的能力

（三）情感目标

1、在教学中渗透物理方法的教育，使学生了解在处事中要突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想

2、再现科学家研究自由落体运动的过程，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力。

二、教学过程

【演示一】找两位同学帮忙，演示测定反应时间的实验。

师：该同学的反应时间为0.22s。为什么老师能从一根普通的直尺上就能读出该同学的反应时间呢？请同学们跟老师一起研究《自由落体运动》这节课，最后解决这个问题。

【问题一】请同学们利用简单的实验来验证下面两个结论

1、自由下落的轻重不同的物体，重的物体下落快。

2、自由下落的轻重不同的物体，轻的物体下落快。【学生分组讨论后做出结果】

A组学生利用橡皮和一纸片验证了1的正确。B组学生利用一大纸片和小纸片，但将小纸片揉成团验证了2结论的正确。

师：为什么这么两个完全矛盾的结论却都能验证为正确呢？ 生：空气阻力的影响。

师：那么没有空气阻力的影响，轻重不同的物体谁将下落的快呢？请同学们发动自己的想象力，猜想一下。

生：一样快！

师：好，有了猜想还不能成为最后的结论，猜想必须经过实验验证才能成为结论。下面请观察实验

【演示二】演示牛顿管实验。先演示空气中轻重不同物体自由下落的快慢。抽掉空气，再演示真空中轻重不同物体自由下落快慢。

结论：真空中，自由下落的轻重不同的物体同时落地。此时，引入自由落体运动的概念。

【演示三】通过多媒体演示自由落体运动的频闪照片

师：同学们，通过对自由落体运动频闪照片的观察，让我们猜想一下自由落体运动到底是一种什么运动呢？加速直线运动？减速直线运动？

生：加速直线运动

师：加速直线运动又分为匀加速直线运动和非匀减速直线运动，自由落体运动属于哪一种运动呢？

生：匀加速直线运动。

师：猜想的结果不能当做正确的结论，所以我们必须用实验验证一下我们的猜想。请同学们利用老师给提供的实验器材，结合前面我们学过的匀变速直线运动的知识设计一个实验来验证自己的猜想。

【学生分组讨论】给出两个方案：

方案

一、利用课本上的实验设计图，用打点计时器打出纸带，求出各计数点的速度，利用匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线来证明自由落体运动是匀加速直线运动。

方案

二、利用课本上的实验设计图，用打点计时器打出纸带，然后用刻度尺测出连续相等时间内的位移，利用匀加速直线运动中连续相等的时间内位移之差为恒量来验证自由落体运动是匀加速直线运动。

以上两个实验方案的实验装置如图所示

师：好，实验方案已经有了，请各组按照自己的实验方案，验证刚才的猜想。如果猜想正确，请同学们顺便将加速度求出来。

【探究】

（学生分组实验，最后展示实验结果。）

结论：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动

师：自由落体运动的加速度又称重力加速度，用字母g表示。方向竖直向下。通过对世界各地的重力加速度的测量可知，重力加速度随纬度的升高而增大。在中国，我们通常取重力加速度为9.8m/s，即g9.8m/s。

师：自由落体运动的性质我们已经探究出来了，请同学们结合前面我们学过的匀变速直线运动的知识写出其运动规律。

22vgt生：h12gt 2v22gh【当堂应用】 跳水运动员从10米高的跳台落下。若将运动员视为初速度等于零的质点，试计算运动员落水时的速度和空中运动的时间。

三、课后作业

根据本节课所学的内容，回去自己做一把测反应时间的直尺，测你周围的同学及爸妈的反应时间。

附板书设计

1、自由落体运动 定义： 条件：

2、重力加速度 大小： 方向：

3、自由落体运动运动规律

第四篇：《自由落体运动》教学设计

《自由落体运动》教学设计

商南县鹿城中学 付周平

一、教材依据

本节课选自人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书物理（必修1）》第二章《匀变速直线运动的研究》第5节关于《自由落体运动》的内容。

二、设计思想

为了全面完成各项教学目标，本节教学设计以实验探索为主线，充分展现隐含在本节内容中的科学探究方法和科学思维方式。首先，通过“测反应时间”的实验游戏激发学生学习兴趣，引出研究的问题——落体运动，接着从生活经验和亚里士多德的观点出发进行巧妙的推理，使亚里士多德的理论陷入自相矛盾的境地，引起学生探究的兴趣。在此基础上学生自主进行实验探究，通过对实验结果的分析和讨论得出初步结论，提出物体下落快慢与质量无关的设想。最后再由学生自主进行实验探究，利用打点计时器，记录自由落体运动的信息，为下一节定量地探究自由落体运动规律做好准备。

由于本节课学生自主实验探究的活动较多，故采用学生分组实验模式进行课堂活动，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强小组同学间的讨论与交流，师生间的相互反馈，培养学生合作学习的精神。课堂以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题，培养学生的逻辑思维能力。

三、教学目标 【知识与技能】

1．认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2．能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

3．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4．掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。

5．初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。【过程与方法】

1．会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

2．会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。3．善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。【情感态度与价值观】

1．通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。2．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。3．培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。

四、教学重点

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问题。

相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼，也是激发学生进一步学习的手段，学生进行逻辑推理，可相互讨论，然后小组代表举手发言，其余倾听、思考。

逻辑推理为后面的研究指明了方向，使学生明确下一步要解决的问题。3．组织学生进行实验探究

一个纸团与一块橡皮在高同时下落，比较下落快慢。4.进一步探究影响物体下落快慢的因素

（1）引问：既然物体下落快慢与其质量没有必然联系，实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。

（2）猜想：影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗？ 教师演示实验（可考虑用电脑课件，老师同步讲解。）

（3）引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生在教师的引导下可以从实验中得出结论：物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时，物体下落过程中运动快慢与质量无关。5.自由落体运动的概念

（1）.概念引入

引问：由于落体运动受到空气阻力影响，要想研究落体运动就必须排除空气阻力，那么，如果物体在下落过程中忽略空气阻力，物体的受力有什么特征。

学生以原有的力学基础可以很快答出：忽略空气阻力，则物体只受重力作用。

（2）.自由落体运动

物体仅在重力作用下，从静止（即初速度为零）开始竖直下落的运动，叫做自由落体运动。

学生思考，联想，答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动，实际生活中物体受到空气阻力，但一般重力大于空气阻力。6．实验探究自由落体

（1）引问：若要研究某种运动规律，我们可以采用怎样的方法和器材？

学会回顾前面学习匀变速直线运动的体验，可想到：利用打点计时器采用示踪（轨迹记录）法研究。

（2）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）（3）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：

（可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理，重点强调任意两个相邻点（无论匀速或变速）的等时性。）

自由落体运动的规律

要求学生根据匀变速直线运动公式，自己尝试写出自由落体运动的基本公式：

vgt12gt 2v22gxx组织学生讨论、交流。8.课堂总结、点评

第五篇：自由落体运动教学设计

自由落体运动教学设计案例

重庆66中学------韦 莉

教学目标

1、知识目标：

（1）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）能用匀变速直线运动的规律解决自由落体的相关问题；

（3）知道地球上不同地区和不同天体表面的重力加速度的大小是不相同的；（4）掌握自由落体运动运动的规律。

2、过程方法目标：

综合应用分析推理及实验验证的方法，再次经历对运动性质的探究过程，并验证所学规律

3、情感目标：

（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。

重点难点

理解自由落体运动的实质以及相同地点一切物体的自由落体加速度都相同是本节的重点，也是难点。教学方法

举例、分析、猜想、实验验证----再猜想、再验证----总结规律应用体会的探究方法 教

具

硬币、牛顿管、抽气机、打点计时器（带学生电源）、砝码或重锤质量已知但各不相同（四-五个）、纸带若干、坐标纸10张。教学过程

一、知识回顾：

师：我们学习了匀变速直线运动的规律，其规律可由三个公式体现出来。请同学一起来回忆速度公式；位移公式和速度、位移关系：

22vtv0atsvtv0vttv0tatvvt02as 22今天我和大家一起来研究一个匀变速直线运动的实例——自由落体运动。板书：自由落体运动

二、新课教学

1、自由落体运动

师：请同学们先看教材第一自然段，然后举出一些生活中见到的自由落体运动的例子 学生举例：下落的水滴、落石、跳伞、。。。

老师举例：用剪刀剪断悬挂重物的绳子，物体便竖直下落。

老师注意纠正这些例子中的明显说法错误及举例的代表性，应该包括这样一些类型：受空气阻力明显与不明显，初速度为零与不为零、老师在学生列举几个例子后问：这些例子真的都是自由落体运动吗？

学生自动争论，1-2分钟后老师引导：我们是否应该先搞清什么是自由落体运动？怎么理解自由二字？

师生总结：（1）、没有初速度，（2）、只受重力 学生或老师提问：为什么要只受重力？ 老师引导分析前面所举各例的共性及不同：（1）轻重不同。体积不同、形状不同但都竖直下落（2）谁是导致下落快慢不同的决定因素？

A、有学生可能会提到是重力不同或质量不同，用不断折叠纸张与粉笔头对比、及不同质量物块下落情况的对比引导。如果学生部提出，就由老师提出，学生反驳。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。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。教师以视频方式演示：比萨斜塔实验。

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？ 教师演示牛顿观实验，让学生验证自己的猜想。

老师介绍牛顿管，演示铜片比羽毛下落快。然后，边介绍抽气机，边组装抽气，大约100下后关闭阀门，演示铜片与羽毛同时下落。(强调：管内空气已被抽得很稀薄，空气阻力的影响非常小。)【多媒体展示】身着宇航服的美国宇航员在月球表面上的照片，提示学生：月球表面没有气体，物体下落时将不受任何阻力的作用。同时展示神舟五号宇宙飞船和身着宇航服的中国宇航员的照片以及我国10到20年内的登月计划，激发学生的学习兴趣和爱国热情。

板书 自由落体运动概念：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。(强调：“只在重力”、“从静止开始”)

2、自由落体运动的性质

师：那么自由落体运动是什么性质的运动呢？

生：（部分）是匀变速直线运动。

师：这样说有根据吗？你研究过吗？（反问）怎么验证你的猜想？

学生可能会提出各种设想，肯定的基础上，说，我们今天先用我们熟悉的方法验证。请一位同学讲清思路。（测速度、做v-t图）

请大家分组动手设计记录表格，建坐标系。先做好的给打一条纸带供测量。（所用砝码或重锤质量已知但各不相同）请各组分析得出结论。

板书：自由落体运动的性质 ：初速度为零的匀变速直线运动。

3、自由落体加速度g

师：请各组测出各自重物下落的加速度。教师记录于黑板上，讲解。

A、大部分同学测得的数值在。。附近，说明什么？为什么有所差别？差异特别大的同学，想一下，是发现了与众不同的规律？还是出现了错误？

B、请大家思考一下，我们有没有办法搞清楚，这些数值就应该是相等，还是另有规律？ 据匀变速运动规律可知，“同时下落”的含义实际上是同时由静止开始在相同的时间内下落相同的位移，你能得到什么结论？

由牛顿管实验我们看到，在排除空气的影响之后，羽毛和铁片都只受重力的作用而向下运动，从相同的高度由静止落下，时间相同，下落的位移也是相同的，又由于物体做的是匀变速直线运动，所以有。由此可知：在地球上同一地点，不同物体下落的加速度是相同的。这个加速度称为该地的自由落体加速度，也叫做重力加速度。

板书： 在地球上同一地点，一切物体做自由落体的加速度都相同。

那么我们这个地方的自由落体加速度大概是多少呢？精确实验测得的数值是。。（最好用当地的重力加速度，如果无法知道，就取就近似值。

师：“在同一地点”，就是说，在不同的地点，物体自由落体的加速度可能不同。精确实验测定的重力加速度值北极为、北京为、长沙为、赤道为 的，呈现这样一种规律，越靠近赤道，重力加速度的值越小；越靠近两极，重力加速度的值越大。大家还应了解高度越高重力加速度越小，在今后的天体运动中有证明。在一般的计 算中，而在粗略的计

2算中，我们甚至可以取9.8m/s.2板书：重力加速度取值:9.8m/s ；方向：竖直向下。

修改板书：自由落体运动的性质是：初速度为0的匀加速运动。

根据以上学习的知识，自由落体的运动规律如何呢？（引导学生总结）

三、小结 这节课，我们通过对一般落体问题的分析，排除空气阻力的影响，认识了自由落体运动这样一种理想化的运动形式，研究了它的运动规律，认识到它是初速度为零加速度为g的匀变速直线运动。那么，你能够写出自由落体运动的v-t、s-t、s-v关系吗？ 板书：自由落体运动： a=g=9.8m/s； vt=gt;h=

2122

gt;vt=2gh 2 知道这些关系，你能够解决那些实际问题呢？学生举例，学生回答。视情况作一二练习。例题：在地球的某一地方有一只熊在夜晚走路，不慎掉到一个19.664m的洞中，经过了2S的时间。

问：该熊是什么颜色

解：该熊下落的运动可视为自由落体运动，h=

gt2g2h219.6649.832ms222t2经查表可知：该处为北极，故该熊为白色

三、课外活动

测定反应时间:本节课的最后，请同学们把课本翻到第53页，利用课本上提供的方法，测量一下你的反应时间。

四、课外作业

1、阅读《伽利略对自由落体运动的研究》

3、教材P37练习（1）至（4）题

教学反思：

1、这节课主要是了解自由落体运动的条件，知道自由落体运动就是初速度为0的匀加速直线运动，推出了运动规律的三个公式，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。本节课分析纸带实验采用了小组实验，让学生形成团结互助探究的意识。

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。让学生充分体会物理规律在日常生活中的妙用，并通过他们自己测量的反应时间回扣抓铁片的过程，使本节课的教学更加完美。