分層設(shè)問(wèn)科學(xué)探究——自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì).doc

分層設(shè)問(wèn)科學(xué)探究自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)(730799)滕文娟 1教材分析 本節(jié)是人教版物理1（必修）第2章第5節(jié)內(nèi)容。它是在學(xué)習(xí)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”規(guī)律之后編排的，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，學(xué)生既了解了一種具體的運(yùn)動(dòng)，又鞏固了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，也加強(qiáng)了課本知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系。通過(guò)對(duì)物理問(wèn)題的基本思路和科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，為今后研究“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”打下了良好的基礎(chǔ)。 2學(xué)情分析 學(xué)生由于受日常經(jīng)驗(yàn)的影響，對(duì)物體的下落運(yùn)動(dòng)普遍存在重快輕慢的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。本節(jié)課擬通過(guò)學(xué)生之間的辯論，使學(xué)生明確認(rèn)識(shí)到：日常見(jiàn)到的現(xiàn)象是因?yàn)槭芸諝庾枇τ绊懙木壒?，從而有效地消除學(xué)生從生活中得來(lái)的錯(cuò)誤觀念，培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看到本質(zhì)的辯證唯物主義認(rèn)識(shí)觀。 學(xué)生已學(xué)過(guò)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，具備了一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，得出自由落體加速度的概念，然后結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律“水到渠成”地推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 3設(shè)計(jì)思想 教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)系到課堂教學(xué)的質(zhì)量。教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，教學(xué)任務(wù)的完成，都要通過(guò)教學(xué)過(guò)程來(lái)實(shí)施。本節(jié)課的主要教學(xué)思路如下。 (1)由一個(gè)小實(shí)驗(yàn)的演示提出問(wèn)題來(lái)研究物體的下落運(yùn)動(dòng)，明確課題。 通過(guò)教師的層層引導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)、討論、答辯方式探究影響物體下落快慢的因素，然后抓住主要因素，忽略次要因素，建立理想化過(guò)程，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。 (2)利用對(duì)打點(diǎn)紙帶的分析，得出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和特點(diǎn)。利用牛頓管實(shí)驗(yàn)理論推導(dǎo)得出：同一地點(diǎn)不同物體的自由落體加速度是相同的結(jié)論。 (3)利用前面學(xué)過(guò)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 4教學(xué)目標(biāo) 4.1知識(shí)與能力 理解自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)及相關(guān)概念，掌握其規(guī)律。 4.2過(guò)程與方法 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生從觀察實(shí)驗(yàn)中分析歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生將形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維的能力，歸納概括出物理概念和物理規(guī)律的能力。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、推理、歸納等科學(xué)知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的認(rèn)識(shí)觀。 4.3情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生多層次考慮問(wèn)題的辯證唯物主義思想，追求科學(xué)真理的學(xué)習(xí)品質(zhì)。 讓學(xué)生感受到物理與科學(xué)、社會(huì)、生活的聯(lián)系，感受到科學(xué)的現(xiàn)實(shí)性，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理，初步領(lǐng)略科學(xué)的美妙與和諧，體驗(yàn)解決問(wèn)題時(shí)的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)與協(xié)作精神。 5教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 5.1重點(diǎn) 認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并能應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決自由落體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。 5.2難點(diǎn) 物體下落的快慢與物體所受重力大小無(wú)關(guān)系，同一地點(diǎn)，自由落體運(yùn)動(dòng)中不同物體下落的加速度都為g。 6課前準(zhǔn)備 6.1學(xué)生準(zhǔn)備 一元硬幣1枚、與一元硬幣等大的紙片1張、等大的紙片2張、小石子1顆。 6.2教師準(zhǔn)備 除與學(xué)生準(zhǔn)備的相同以外再準(zhǔn)備電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1個(gè)（附鐵架臺(tái)、重錘、紙帶、學(xué)生電源）、牛頓管1個(gè)（附抽氣機(jī)1臺(tái)）。 7教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 7.1復(fù)習(xí)提問(wèn)（教師口述題目學(xué)生回答） (1)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在ts秒時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移是sm。試寫(xiě)出加速度a的表達(dá)式。 (2)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得在t0、t1、t2時(shí)刻速度分別是v1、v2、v3已知t1=t1-t0；t2=t2-t1且t1=t2=v1=v1-v0；v2=v2-v1在v1、v2之間滿(mǎn)足什么關(guān)系時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)？ (3)已知一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a,試證明：在一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻t/2的瞬時(shí)速度。 學(xué)生證明，教師巡視，由3名學(xué)生板演。 教師引導(dǎo)歸納以下3點(diǎn)，為學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備： 由（1）得a=2s/t2，當(dāng)s、t相同時(shí)，a相同； 由（2）得v1=v2=時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，給我們提供了一個(gè)判斷質(zhì)點(diǎn)是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法； 由（3）得到了一種求解做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻瞬時(shí)速度的方法。 7.2引入新課 教師演示1：將粉筆頭在空中由靜止釋放，讓學(xué)生觀察。 問(wèn)1：它是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？ 教師演示2：將一小球掛在鐵架臺(tái)上，教師引導(dǎo)學(xué)生回答問(wèn)題。 問(wèn)2：掛在細(xì)線下靜止的小球，受哪些力的作用？（重力、拉力） 問(wèn)3：如果把細(xì)線剪斷，小球下落過(guò)程中受哪些力作用？（重力、空氣阻力） 問(wèn)4：那么小球?qū)⒃谑裁捶较蛏线\(yùn)動(dòng)？（豎直方向） 問(wèn)5：這就是我們常見(jiàn)的物體自由下落的現(xiàn)象，將輕重不同的物體從同一高度同時(shí)由靜止釋放，快慢相同嗎？我們今天就來(lái)共同研究探討這一問(wèn)題。 7.3新課教學(xué) 7.3.1科學(xué)探究一輕重不同的物體下落快慢是否相同 分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生利用準(zhǔn)備好的器材做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，教師提出問(wèn)題，各組交流，展開(kāi)辯論。 方案1:將一元硬幣與等大的紙片從同一高度由靜止釋放，觀察誰(shuí)快。能不能得出物體越重下落越快？各組答辯。 方案2:將一小石子與一比小石子重的大紙片從同一高度由靜止釋放，觀察誰(shuí)快。能不能得出物體越輕下落越快？各組答辯。 教師小結(jié)：從觀察到的現(xiàn)象看，物體下落的情況比較復(fù)雜，直觀感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)告訴我們，有時(shí)重的物體下落快，有時(shí)輕的物體下落快，物體下落的快慢不僅與重力有關(guān)，還與其他因素有關(guān)，對(duì)具體問(wèn)題要具體分析，那么是什么因素在起作用呢？請(qǐng)各組繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。 方案3:取兩張完全相同的大紙片，重力相同，這樣重力對(duì)下落的作用是一樣的，把其中一張揉成紙團(tuán)，讓它們從同一高度由靜止釋放，觀察誰(shuí)快。重力相同的物體能否同時(shí)落地，為什么？請(qǐng)各組繼續(xù)設(shè)計(jì)做實(shí)驗(yàn)。 方案4:取一元硬幣1枚，與一元硬幣等大的紙片1張，將紙片揉成團(tuán)讓它們從同一高度由靜止釋放，觀察誰(shuí)快。教師提出問(wèn)題：物體下落的快慢與重力有關(guān)嗎？那么為什么有時(shí)重的下落的快呢？是什么因素在影響呢？ 學(xué)生猜想：是空氣阻力的作用。 教師提出問(wèn)題：如果沒(méi)有空氣阻力的話，物體自由下落的情況會(huì)怎樣呢？我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。 教師演示3：教師做牛頓管實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察現(xiàn)象。 得出結(jié)論：若無(wú)空氣阻力，不同物體自由下落快慢相同。 教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出：物理學(xué)中，把物體只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。而在日常生活中，物體下落不可能不受空氣阻力，如果空氣阻力對(duì)于重力而言很小可忽略的話，物體由靜止下落的運(yùn)動(dòng)就可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)。所以自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)理想化的過(guò)程，通過(guò)理想化突出主要因素，忽略次要因素，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這是物理學(xué)中常用到的一種研究問(wèn)題的科學(xué)方法。 7.3.2科學(xué)探究二自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律 教師講述：教師給學(xué)生介紹伽利略如何用簡(jiǎn)單明了的科學(xué)推理，巧妙地揭露了亞里士多德學(xué)說(shuō)內(nèi)部的矛盾，并推斷自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速運(yùn)動(dòng)。伽利略用科學(xué)推理揭示自然規(guī)律的方法，對(duì)現(xiàn)代的科學(xué)研究仍然有重要的指導(dǎo)意義。下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究自由落體運(yùn)動(dòng)，并揭示出它的規(guī)律。 演示實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出若干條重錘自由下落運(yùn)動(dòng)的紙帶。 分組測(cè)量分析：將打出的紙帶分發(fā)到各小組，進(jìn)行有關(guān)測(cè)量，測(cè)出相鄰點(diǎn)間的距離S，計(jì)算出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及重錘運(yùn)動(dòng)的加速度。 交流展示結(jié)果，教師歸納總結(jié)： 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)； 在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，又叫重力加速度，用“g”表示，方向豎直向下，通常情況下g=9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)，也可取10m/s2。 學(xué)生推導(dǎo)規(guī)律：讓學(xué)生按勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。請(qǐng)3名學(xué)生到黑板上推導(dǎo)。 得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：vt=gt，h=1/2gt2，v2t=2gh。 7.4課堂小結(jié) 我們運(yùn)用了物理學(xué)中的理想化方法，從最簡(jiǎn)單，最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾，建立了理想化的物理過(guò)程自由落體運(yùn)動(dòng)。理想化是研究物理問(wèn)題常用的方法之一，在后面的學(xué)習(xí)中還要用到。 通過(guò)分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了自由落體運(yùn)動(dòng)的概念，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 要學(xué)會(huì)研究問(wèn)題的方法，而不僅僅是知識(shí)本身。知識(shí)的結(jié)論當(dāng)然重要，但更重要的是如何獲取知識(shí)和處理知識(shí)。 8教學(xué)反思 本案例設(shè)計(jì)從新課程標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，定位于力求做到對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)研究方法的教育。恰當(dāng)分析學(xué)情，將學(xué)生已有