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自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)商南縣鹿城中學(xué) 付周平一、教材依據(jù)本節(jié)課選自人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理(必修1)第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第5節(jié)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容。二、設(shè)計(jì)思想為了全面完成各項(xiàng)教學(xué)目標(biāo),本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)探索為主線,充分展現(xiàn)隱含在本節(jié)內(nèi)容中的科學(xué)探究方法和科學(xué)思維方式。首先,通過“測反應(yīng)時(shí)間”的實(shí)驗(yàn)游戲激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引出研究的問題落體運(yùn)動(dòng),接著從生活經(jīng)驗(yàn)和亞里士多德的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行巧妙的推理,使亞里士多德的理論陷入自相矛盾的境地,引起學(xué)生探究的興趣。在此基礎(chǔ)上學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論得出初步結(jié)論,提出物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)的設(shè)想。最后再由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的信息,為下一節(jié)定量地探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律做好準(zhǔn)備。由于本節(jié)課學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)較多,故采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)J竭M(jìn)行課堂活動(dòng),以小組為單位進(jìn)行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究,加強(qiáng)小組同學(xué)間的討論與交流,師生間的相互反饋,培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的精神。課堂以問題和小組交流貫穿教學(xué)的始終,不斷提出新問題,不斷解決新問題,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。三、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】1認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析。3知道什么是自由落體的加速度,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掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。5初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屯评砟芰?。【過程與方法】1會(huì)根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法。2會(huì)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并能歸納總結(jié)出物理規(guī)律的方法。3善于進(jìn)行觀察,并能獨(dú)立思考或與別人進(jìn)行討論、交流。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】1通過指導(dǎo)學(xué)生探究,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣。 2滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型自由落體。3培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí),敢于積極探索并能提出與別人不同的見解。四、教學(xué)重點(diǎn)1自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程。2掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題。五、教學(xué)難點(diǎn)理解并運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題。六、教法選擇教師演示、引導(dǎo),學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究,討論、交流學(xué)習(xí)成果。七、學(xué)法指導(dǎo)通過觀察、實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對自由落體運(yùn)動(dòng)有深刻的感性認(rèn)識(shí)。通過鞏固練習(xí),使學(xué)生對自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律有更深刻、更清晰的理解。八、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、小紙片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)、紙帶、質(zhì)量不同的重物等。九、教學(xué)過程【課前活動(dòng)設(shè)計(jì)】:測“反應(yīng)時(shí)間”教師活動(dòng):課前設(shè)計(jì)制作好“測反應(yīng)時(shí)間尺”(在一約50cm長的尺的一面標(biāo)記上自由下落對應(yīng)長度所用的時(shí)間,以一面朝向?qū)W生)引出問題:“一般刻度尺是用來測量什么的?”學(xué)生活動(dòng):學(xué)生習(xí)慣性回答:測長度。教師活動(dòng):老師手中的這把尺很神奇,它不僅能測量長度,還能測量時(shí)間,并且能測出同學(xué)們的大腦反應(yīng)時(shí)間,誰想知道自己的大腦反應(yīng)時(shí)間是多少?可以用我的這把尺來測量。(選34名學(xué)生上來玩“測反應(yīng)時(shí)間”的游戲。)學(xué)生抓住尺的同時(shí)就報(bào)出其反應(yīng)時(shí)間,可采用“比比誰的反應(yīng)時(shí)間短”的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。(實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生對這一活動(dòng)非常感興趣,踴躍參與)推進(jìn)新課: 教師活動(dòng):同學(xué)們一定想知道這把尺為什么能測出你的反應(yīng)時(shí)間。它的“奧秘”與我們今天要認(rèn)識(shí)和研究的一種運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。錄像演示:a.石頭從空中落下b.重力使屋檐下的雨滴下落c.樹葉從樹上豎直飄落教師引問:觀察并指出以上物理情景中物體相似的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。學(xué)生活動(dòng):觀察,思考,總結(jié)教師活動(dòng):教師在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上總結(jié):畫面中的物體都是從高處落到地處,這類下落的運(yùn)動(dòng)稱為落體運(yùn)動(dòng),這節(jié)課我們一起來研究落體運(yùn)動(dòng)是否具有一定的規(guī)律。1提出問題落體運(yùn)動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)?(可以用觀看賽跑的生活情景來說明我們研究物體運(yùn)動(dòng)往往首先關(guān)心的是物體運(yùn)動(dòng)的快慢,從而直接引入該問題)(1)提示學(xué)生想象生活中經(jīng)常見到的落體運(yùn)動(dòng)(或具體舉例)。提出疑問:以經(jīng)驗(yàn)來看是否重的物體一定下落得快?(2)直接經(jīng)驗(yàn):重得物體下落快也是歷史上亞里士多德認(rèn)可的觀點(diǎn)(簡介亞里士多德)。學(xué)生小組內(nèi)相互交流對落體運(yùn)動(dòng)快慢的經(jīng)驗(yàn)感受。設(shè)計(jì)說明:此環(huán)節(jié)將對落體運(yùn)動(dòng)的研究落實(shí)在其運(yùn)動(dòng)的快慢上,直接問“是否重的物體一定下落得快”是為了更易進(jìn)入主題。2引導(dǎo)學(xué)生從亞里士多德的觀點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理,得出矛盾。相互矛盾的結(jié)論既是對學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念的震撼,也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段,學(xué)生進(jìn)行邏輯推理,可相互討論,然后小組代表舉手發(fā)言,其余傾聽、思考。邏輯推理為后面的研究指明了方向,使學(xué)生明確下一步要解決的問題。3組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究一個(gè)紙團(tuán)與一塊橡皮在高同時(shí)下落,比較下落快慢。4.進(jìn)一步探究影響物體下落快慢的因素(1)引問:既然物體下落快慢與其質(zhì)量沒有必然聯(lián)系,實(shí)際生活中物體下落快慢不同可能是受什么因素的影響。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)可以猜想到是空氣阻力影響。(2)猜想:影響物體下落快慢的因素是空氣阻力嗎?教師演示實(shí)驗(yàn)(可考慮用電腦課件,老師同步講解。)(3)引導(dǎo)學(xué)生從觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。猜想、觀察、思考、理解、體會(huì)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下可以從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論:物體下落受到空氣阻力的影響。沒有空氣阻力時(shí),物體下落過程中運(yùn)動(dòng)快慢與質(zhì)量無關(guān)。5.自由落體運(yùn)動(dòng)的概念(1).概念引入引問:由于落體運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力影響,要想研究落體運(yùn)動(dòng)就必須排除空氣阻力,那么,如果物體在下落過程中忽略空氣阻力,物體的受力有什么特征。學(xué)生以原有的力學(xué)基礎(chǔ)可以很快答出:忽略空氣阻力,則物體只受重力作用。(2).自由落體運(yùn)動(dòng)物體僅在重力作用下,從靜止(即初速度為零)開始豎直下落的運(yùn)動(dòng),叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。學(xué)生思考,聯(lián)想,答問。概念認(rèn)識(shí)強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一種理想條件下的運(yùn)動(dòng),實(shí)際生活中物體受到空氣阻力,但一般重力大于空氣阻力。6實(shí)驗(yàn)探究自由落體(1)引問:若要研究某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律,我們可以采用怎樣的方法和器材?學(xué)會(huì)回顧前面學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn),可想到:利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用示蹤(軌跡記錄)法研究。(2)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過程。(提醒學(xué)生操作注意事項(xiàng))(3)引導(dǎo)學(xué)生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析:(可提醒學(xué)生課前復(fù)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)(無論勻速或變速)的等時(shí)性。)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要求學(xué)生根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式,自己嘗試寫出自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式:組織學(xué)生討論、交流。8.課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動(dòng):教師引導(dǎo),讓學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。9. 板書設(shè)計(jì)自由落體運(yùn)動(dòng) 一. 自由落體運(yùn)動(dòng) 1、定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng) 2、條件 : 物體只受重力作用(或重力遠(yuǎn)大于空氣阻力) 物體由靜止開始下落 (初速度為零) 3、性質(zhì):初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 4、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度(也叫重力加速度 a=g) a、方向:豎直向下 b、大小:隨緯度的升高而增加。通常取g=9.8m/s2, 粗略計(jì)算時(shí)可取g=10m/s2 5、規(guī)律公式:v=gt h=1/2gt v=2gh 二、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的應(yīng)用 (略)10.作業(yè)布置 課后1、2題 仔細(xì)閱讀伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究的閱讀材料【習(xí)題】1大氣層是我們地球生命賴以生存的屏障,每天都有很多小隕石落入地球大氣層中,但當(dāng)它們進(jìn)入大氣層后,由于空氣的摩擦生熱,絕大部分小隕石還沒有到達(dá)地面便已經(jīng)被燒毀?,F(xiàn)在人類向天空發(fā)射的飛行器、衛(wèi)星等當(dāng)超過一定使用年限后,也讓它們進(jìn)入大氣層燒毀,那么小隕石等進(jìn)入大氣層后的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎?2甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為14,不考慮空氣的阻力作用,它們在同一高度處同時(shí)下落,則下面說法正確的是()A甲比乙先著地 B乙比甲先著地C甲和乙同時(shí)落地 D甲比乙的加速度大10、 課后反思 本節(jié)課成功之處
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