《自由落体运动》教学案例及设计思想

第一篇：《自由落体运动》教学案例及设计思想

《自由落体运动》教学案例及设计思想

一、《自由落体运动》教学案例

（一）教材分析

自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生发现问题，利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。

本节课的教学重点在于说明不同物体自由下落的加速度都是重力加速度ｇ。由于学生受日常经验的影响，对重的物体下落快，轻的物体下落慢的印象很深，所以本节课做好实验十分重要。教学时可以引导学生从日常生活经验出发，通过实验逐步提出问题（设疑），让学生自己探究（解疑），得出结论。充分体现了物理是以实验为基础的学科，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

本节课的教学难点是掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题。

（二）教学目标

1、知识与能力

（1）理解自由落体运动，理解是重力加速度，（2）掌握自由落体运动的规律，（3）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。

2、过程与方法

通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

3、情感态度和世界观

感受前人（亚里士多德）崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。

先通过观察生活中的一些现象和提出亚里士多德的理论和设疑“重物体比轻物体下落快吗?”，让学生通过分组实验及演示实验（牛顿管）解疑，理解什么是自由落体运动，明确物体做自由落体运动的条件。并得出做自由落体运动的不同物体，在同一地点从同一高度下落的快慢相同的结论。接着引导学生探究“自由落体运动是一种怎样的运动呢？”，通过分组实验对自由落体运动进行研究，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。再提出“你 1

能求出自由落体运动的加速度吗?”，引导学生去研究，从而圆满解决问题。

（三）教学准备

(1)牛顿管；

(2)纸片、铁架台、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、海绵垫、接线板；刻度尺。

（四）教学过程

回顾学过的知识：

1vv0+atxv0tat222v2v02ax

引入新课：

在日常生活中，我们会看到这种现象：把小石头和树叶举到相同高度，石头的重量比树叶重，同时由静止开始释放。观察哪个先落地？

（演示：石头和树叶）

观察结果：石头先落地

类似的现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。在我们今天看来，他这个说法是否正确呢？

让学生自己提出问题：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？ 让学生自己设计一些实验方案来解决这一问题。学生可能会提出很多实验方案，教师可以选择其中一个简单可行的实验方案，让每个学生动手自己做。

1、两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。

2、把质量小的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。

（让学生自己试一试）

我们通过观察这个现象说明了什么？

可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？（学生：受空气阻力的影响）

正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。引导学生提出问题，如果没有空气阻力会怎样？

（演示牛顿管）

一根玻璃管，管中的空气已经用抽气机抽掉了，里边有一个金属片和羽毛，观察牛顿管里的羽毛和金属片下落的快慢。

（观察实验）

定义：物体在只受重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。

要注意理解“自由”这两个字：只受重力、初速度为零。

结合上面的实验我们一起总结下，小结：如果没有了空气阻力，不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。

这种运动只在没有空气的空间里才能发生。不过，在存在空气的空间里，如果空气阻力的影响很小，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。

亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人。限于当时科技发展的水平，他在物理方面的论述，今天看来很多是不恰当的。但是，在两千年前他能够通过观察、归纳，形成自己的一套理论体系，已经很不简单了。我们应该正确评价他在科学发展史上的地位。

我们知道了什么是自由落体运动，下面我们继续深入的分析这种运动。

引导学生分析自由落体运动的规律。学生很容易得到自由落体运动是加速直线运动，是不是匀加速直线运动呢？学生也会很自然的想到这个问题。引导学生自己设计实验来验证是不是匀加速直线运动。

（演示实验：将打点计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用夹子夹住纸带上方，使重物静止在靠近打点计时器的下方，然后接通电源，待打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列小点，那么这些点记录了重物的运动情况。）

下面大家结合学案来分析下纸带。

提问：是匀速直线运动吗？

答：在连续相等的时间内通过的位移不相等，逐渐的增大，所以是加速直线运动。提问：是匀加速吗？是如何判断出来的？

（提示：回忆前面学过的匀变速直线运动规律：连续相等的时间T内，物体通过的位移之差为定值。这是一个判断公式，xaT2，已知的T=0.02s。）

答：可以测出连续相等的时间T内，物体通过的位移之差为定值（在误差允许的范围内）。则物体做匀变速直线运动。

我们一起总结一下：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

提问：能求出自由落体运动的加速度吗?

（同样根据上面的公式，我们对自由落体运动的加速度进行计算一下，大家选取不同的时间间隔来读取数据，见学案表格）

通过多次测量计算：g9.8m/s21、我们通常用g来表示自由落体加速度，也叫重力加速度，数值近似为9.8m/s2，重力加速度的方向总是竖直向下的。在实验中，如果要获得更精确的数据，还可以用频闪照相来测量。

（看到课本44页的表格，从表格上可以看出，在不同的地方，g的取值是不同的，纬度越高数值越大，越靠近赤道数值越小。）

学生可以猜想g的值可能和纬度有关，然后老师告诉学生这个结论，激发学生对以后学习的兴趣。

2、地球上不同的地方，g取值不同。从赤道到两极，g逐渐增大。同一地点g值相同。

3、既然自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动，那么其运动规律与一般规律类似：

vgth12gtv22gh 2

不同的物体在同一地点，从相同高度同时自由下落的物体，同时到达地面，根据h12gt，则它们的加速度是相同的。2

应用：

1、做一做测定反应时间小实验。

2、估测相机曝光时间

3、测量物体从一定高度的楼房掉下，已知落地时的速度，求高度和下落时间。

二、《自由落体运动》设计思想

在教学中教师应充分运用教材中的材料、生活中的物理现象、设计有趣、生动的实验等途径，创设良好的情境，激发学生的问题意识，使学生想问。在自由落体运动的教学中，课堂中演示了生活中常见的下落的运动，看到重的物体下落快。一些同学可能会发出挑战，认为并不一定是重的物体下落快，他们可以自己来设计一些实验来推翻这一观点。在以前的教学中，都是教师提出问题：是不是重的物体一定下落的快呢？然后拿出自己实现准备好的一些实验器具——两张纸片，将质量小的揉成纸团，然后从同一高度同时下落，得到质量小的物体下落快。这里我们可以大胆的交给学生自己来发现问题。因为学生肯定不会轻易的去得到结论，肯定会发出挑战，激发学生们的问题意识，然后让学生自己设计实验，可以充分调动学生的积极性，唤起学生求知欲望，诱导学生以饱满热情投入到探求知识和谋求释疑的情景中去，使之乐于学，勤于问。

现在的教材也安排了很多探究性的问题，比如自由落体运动的规律，不象以前那样直接就告诉学生通过实验和理论都能得到自由落体运动时初速度为0的匀加速运动，而是让学生先有思考，会是怎样的运动，学生可能会认为是匀速运动，也可能会认为匀加速运动或者是

变加速运动。有些学生的有些想法也是为了表现和其他同学的不同，带有很强的主观性，这些猜想没有实验依据的，但是作为老师要认真对待每个同学的猜想，耐心解答，尽量给予肯定和鼓励，让他们从中感受到成功的喜悦。教师不能轻视、不能嘲笑、不应该求全责备。而是要满腔热情地接受和喜爱学生提出的问题。对提出问题的学生要想尽办法进行鼓励和表扬，对于问题中的“合理”成分要及时给予肯定，哪怕只有一点点闪光点。只有这样才能，使学生有机的融入物理教学，体验提问的乐趣，使学生爱问，乐问。然后让事实说话，设计探究性的实验，通过实验自己去发现这一规律——匀加速直线运动。最后还可以根据实验数据测得重力加速度。教师告诉学生通过后面的学习可以知道地球表面不同的地方重力加速度是不同的，但是差别不大，一般的计算中取g=9.8m/s2或g=10m/s2，这样也可以使学生心存疑惑，激发学生对后面知识学习的兴趣。

对于课本上表格里的一些地点的重力加速度，课本也设计成了探究性的问题，课本也没有给出结论，可以让学生大胆的猜想。在物理教学中经常性地通过此类开放性问题的探究，不仅能充分调动学生的探究兴趣，启发了学生积极思维，更有效培养学生观察问题、发现问题和提出问题的能力，从而强化学生的问题意识，更深刻地掌握了所学物理知识。

问题是教育的起点，也是教育的终点,知识是产生问题、解决问题的手段。让学生带着问题走进课堂,通过新知识学习，带着带着更深刻、甚至更多的问题走出课堂，这样才能更好地培养学生的创新能力，这也是实施新课程标准的今天，课堂教学改革应该追求的目标。

第二篇：《自由落体运动》教学案例

谈“课堂实验”在物理教学中的应用 《自由落体运动》教学案例

一、案例背景

1、《自由落体运动》教材分析

本节为《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中第一个二级主题“运动的描述”中所涉及到的内容。本节教学内容要体现物理实验在认识自由落体规律中的作用，并通过介绍伽利略对自由落体的研究，体会科学研究方法对物理学发展的作用。

物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过实验和科学的辨析，认识自由落体运动的规律。

2、教学背景简介

本节课在回浦中学外语11班进行教学，是物理组期中阶段时开的一节公开课。学生对本节课内容有所预习。

3、以实验为课堂模式的探索

新课程下的物理课堂对课堂实验及课堂教师演示实验提出了更多的要求，课堂实验需教师和学生共同参与，在通过实验操作后，自然而然的得出隐藏在实验背后的物理定律。达到教师教的轻松，学生学得兴趣。

4、课堂训练的合理布置。

实验贯穿整节课，对分组实验的实验数据处理就成了本节课的一个课堂训练，提高学生的合作能分，提高学生的处理实验数据的能力，提高学生从大量定性的现象中找到物理规律的能力。

二、教学过程

（一）新课的引入

师：生活中，我们见过很多从空中落下的物体，如雨滴、雪花、落叶、苹果等等，事实上我们发现这些物体有些下落得快，有些下落得慢，同学都说说看，你们心中觉得哪些物体下落的快，哪些下落得慢？

说明：让学生展示对物体下落已有的经验认识，并引导学生注意观察身边物理现象，体会到物理知识就在我们身边，感悟物理规律研究的价值。学生对物体下落的认识有下面几种 1．重的物体下落快；例如：小石块下落的比树叶快 2．轻和重的物体下落一样快；例如：小石块和小纸团下落的一样快 3．体积小的物体下落的比体积大的物体下落快；例如：小球下落的比气球快 4．密度小的下落得慢 6．„„ 师：同学们提出的这些看法从每个实例在生活中都存在着,是那到底物体下落跟哪些因素有关呢

说明：让学生对已有观点进行分析和比较，提出新的问题，然后对新问题进行进一步的研究。对已有现象和结论进行进一步的思考和分析是科学研究的起点。学生分析出影响下落快慢的因素有如下几种： 1．物体的轻重； 2．物体的形状； 3．物体的密度 师：当物理现象可能与几个因素有关时如何研究下去？可通过实验进行进一步的研究；也可以通过科学的推理进一步研究。下面我们同学就来一起设计几个实验来验证，影响下落快慢的因素到底跟同学们提出来的有没有关系。

。说明：对于遇到的问题和困难如何进一步研究下去，这是要让学生体会的，因此在学习中不要只给学生唯一正确的方法和过程，让学生尝试中体验成功和失败的快乐。学生提出的实验方案有： 1．三个贴在一起的一元硬币的一个硬币分别从同一高度下落，观察下落快慢。同学猜想：重量不同，下落一样快 2．三个贴在一起的一元硬币和一张纸片从同一高度下落，观察下落快慢。同学猜想：重量大，下落快 3．„„ 师：好，每个同学都开动脑筋，设计出？ 说明：以往结论往往是教师直接给出，没有给学生思考总结的时间，这样学生的实验只流于形式，没有达到揭示通过实验揭示现象本质的功能，同时也不能给学生带来研究问题的乐趣。

预测：学生对实验现象的观察和思考可能得出的结论是

（1）．空气阻力对物体下落是有影响的，同一物体受到空气阻力时运动的较慢； 2．当有受到空气阻力时物体下落还与物体重力有关 3．当物体在没有受到空气阻力的情况下，物体下落的快慢似乎与重力无关 4．„„ 师：从以上讨论中，我们可以发现空气阻力对物体下落的确有影响，而且较为复杂，日常生活中许多物体下落时受到的空气阻力很小,与物体的重力比较小的很多,常常可以忽略不计，我们今天就是研究在没有空气阻力的情况下物体的下落情况，这种运动就叫自由落体运动。

（二）自由落体运动

1、轻、重物体自由落体运动的过程运动情况一样―――下落的一样快

教师通过牛顿管演示实验来证实在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落情况一样。实验装置如右图所示，在一根长约1.5m的玻璃管中，放入一些形状和重力均不同的小物体，如羽毛、金属片、软木塞、小玻璃球等。演示实验时按如下步骤：（1）不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况

（2）抽去玻璃管中部分空气，将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况

（3）继续抽泣玻璃管中空气，再将玻璃管倒立过来，观察物体下落情况在

师：从该实验中，同学们看到什么现象，从这些现象中说明了什么问题？

说明：演示实验的功能是为了揭示现象的本质，提高学生学习的兴趣；演示实验中如何提高学生观察的兴趣是教师在完成实验过程中要考虑的；本演示实验并没有一下就做“真空”情况下，物体下落的情况；而是不断地抽出玻璃管中的空气，观察减小物体下落阻力，物体的运动情况；这样每次实验现象均不相同，有利于形成科学的观察习惯和观察敏锐性。

预测：学生可能的观察到的现象和结论 1．玻璃管中空气越少，那么物体运动快慢越一致 2．可以推出在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落的一样快 在学生得出不同物体自由落体运动情况一样后，教师介绍伽利略是如何对亚里士多德对物体下落的研究结论产生怀疑，通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的。分析方法如下：

在古希腊哲学家，亚里士多德认为物体下落的速度与物体所受的重力大小成正比，即重物比轻物先落地。伽利略用亚里士多德的观点推出了互相矛盾的结果。他说如果重的物体先落地，那么把轻的物体和重的物体栓在一起，那么它比重的物体还重，根据亚里士多德的观点它下落的地面的时间应比重的物体短；但我们再根据亚里士多德的观点，重物下落的比轻物快，那么在下落过程中，重物会受到轻物的牵扯而变慢，轻物会受到重物的牵扯而变快；那么拴在一起的物体下落的速度应比重物下落的速度慢；这样伽利略就用亚里士多德的观点推出两个互相矛盾的结论，这说明亚里士多德的观点是有缺陷的，因此伽利略认为轻、重不同的物体它们下落的速度是一样的。为了说明他对物体下落的结论是正确的的，据说他在比萨斜塔上把木球和铜球同时下落，发现它们几乎同时落地。伽利略利用科学的思辨方法指出了亚里士多德对物体下落的观点的矛盾通过实验揭示了物体自由落体运动的规律。

2、自由落体运动的加速度

师：自由落体运动的规律都相同，用什么物理量来表示自由落体的运动规律呢？

说明：在研究得出轻、重不同的物体自由落体运动的一样快后，学生很可能会产生这样的疑问，为什么轻重物体下落的会一样快？其内在原因是什么？产生这样的疑问是非常好的，对这个问题的思考和讨论正是揭示了力和运动之间的关系。但并不是本节课研究的主要问题；因此在此处，教师通过问题把学生的思维引导到研究自由落体运动规律这方面。如果学生有这方面的疑问，教师应给以积极的肯定，并且鼓励学生课可后给以解决。预测：学生对老师提出的问题可能的答案是 1．用物体的速度来表示 2．用物体的运动加速度来表示 引导学生认识到物体运动的加速度是用于确定物体的运动快慢，知道物体运动的加速度就能知道物体的运动速度的变化规律，知道物体的速度变化规律就能知道物体的位置变化规律，因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度）就能知道物体的运动规律。

师：那么如何测得自由落体运动的加速度呢？请思考测量重力加速度的实验方案？

说明：自由落体运动是匀变速直线运动的一个实际例子，本节课目的不仅要让学生认识到自由落体运动的规律，而且还要通过对自由落体运动的研究来加深对匀变速直线规律的掌握和应用。因此可让学生利用所学匀变速直线来设计来研究自由落体运动的运动规律。预测：学生设计的实验方案可能是： 1．让小球从高为h下落，测出下落所用时间t；那么自由落体运动的加速度为g2th（此种方法由于物体自由落体运动很快，2因此时间的测量较难；此种方法并不可行）s2．利用打点计时来测量自由落体运动的加速度gT（重物重2力应较大，这样才能使重物在下落过程中受到的阻力可以忽略不计，本实验容易实现）s3．利用闪光照片来测量自由落体运动的加速度gT（本实验2实验误差最小，但不容易在课堂上实现，但这种方法教师应该给予介绍）在学生交流讨论实验设计的方案中，应让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题。老师可根据教学实际情况安排实验（打点计时器实验）或直接给出打点器打出自由落体运动的纸带（或自由落体运动的闪光照片），让学生分析得出测量出自由落体运动的加速度―――重力加速度。

教师在学生算出重力加速度后，教师可以提供不同纬度上的重力加速度，让学生发现地球不同纬度的重力加速度是不一样的，它会随纬度的增大而增大。（这点可以在学习万有引力定律后给出更好，因此教师可以根据学生情况自行取舍；如果学生能提出为什么重力加速度会随纬度的增大而增大？那么老师应给以肯定，鼓励学生探究其产生的原因）3．自由落体运动规律的应用

生活中许多物体的下落都可以看成自由落体运动；如石块下落、花盆下落„„。

1．请同学们估算从三楼凉台上下落的花盆，经过多长时间到达地面，到达地面速度多大？

说明：该例题让学生体验物理现象就在我们身边，体验自由落体运动的快慢。让学生学会估算的方法。分析和解：每层楼楼高约2.8m左右三楼凉台离地面高度h≈2.8×2＋2.8÷3≈6.5(m)根据自由落体运动规律：t2hg2h12gt ∴26.5101.14(s)花盆落地速度：v＝gt≈11.4（m）老师在学生解题的过程，应教学生估算楼高的方法，知道每层楼高；解题后应对结论进行进一步的讨论。如：问三层楼掉下的花盆到达地面所用时间1.14s是长还是短，那么住在高楼同学应注意什么？进入工地为什么必须戴上安全帽？„„等许多实际问题。

在学生体验到自由落体运动下落很快后，老师可以介绍伽利略是如何通过实验和推理来研究自由落体的运动的规律的。（当时没有打点计时器和闪光照相的方法，也就是这么短的时间是没有办法测量的；伽利略是如何解决这样的问题？）（参考伽利略《两种新科学的对话》一书）

2．请同学们利用刻度尺设计测量人的反应时间

说明：在应用物理规律时，不仅要做巩固性练习，而且要结合实际问题情景让学生在做的过程体验如何应用物理知识解决问题特别是方案设计的讨论有助于促进学生各方面的发展，提高学生学习的兴趣。这个问题学生可在课堂完成也可在可后完成。

三、案例评析：

本节课教学设计不仅注重学生新知识的形成过程，让学生在学习知识的同时体会如何进行科学的思维和实验；而且在教学过程中注重调动学生自主学习的积极性和主动性，教学设计注意体现物理学的价值，在教与学的过程中促进学生科学的价值观和世界观的形成。

本设计从学生日常生活中的例子出发引导学生进一步的思考，发现问题，然后通过实验揭示问题的本质；在此过程教师留给学生独立的观察、思考和实验的空间和时间，学生在学习的过程中充满问题意识和创新意识，培养学生的探究能力。在得出自由落体运动规律之后教师并不是简单的利用自由落体运动公式解决自由落体运动，而是利用身边常见的现象来应用自由落体规律，不仅有趣而且突出体现生活中的物理，让学生体验到物理现象就在身边，物理知识不仅有趣，而且还是很有价值的。

四、相关链接：

1．《两种新科学的对话》伽利略

2．用baidu搜索网站:输入“伽利略”搜索就能输出94万条有关伽利略的资料

第三篇：《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)

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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

第四篇：《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

第五篇：《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