人教版高一物理必修1第2章第5節(jié)《自由落體運(yùn)動》研究課教案

人教版高一物理必修1第2章第5節(jié)《自由落體運(yùn)動》研究課教案課題教案自由落體運(yùn)動教材分析學(xué)情分析本節(jié)課選用人教版高中物理新課標(biāo)必修一第二章第五節(jié)的內(nèi)容，在此之前，教科書已安排了勻變速直線運(yùn)動的內(nèi)容以及勻變速直線運(yùn)動的研究方法。之前的學(xué)習(xí)都是研究給定的運(yùn)動模型，本節(jié)課為學(xué)生進(jìn)入高中后，利用實(shí)驗(yàn)的方法科學(xué)研究的第一個實(shí)際物體運(yùn)動。因此本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)放在了如何針對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過教師的設(shè)問引發(fā)學(xué)生對原有認(rèn)知的思考，感受自己所設(shè)計(jì)的方案有何不準(zhǔn)確的地方，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思想的教育；通過同學(xué)們的分組討論、相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)同學(xué)們解決實(shí)際問題、探究規(guī)律的能力。學(xué)生在本節(jié)課之前’，剛剛完成了對勻變速運(yùn)動的學(xué)習(xí)，對運(yùn)動學(xué)中的各物理量掌握還不夠準(zhǔn)確，因此在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，難免會有描述不準(zhǔn)確的地方。高一學(xué)生有了豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，例如對輕重物體下落過程的了解。但學(xué)生對物理問題和生活經(jīng)驗(yàn)中的適用條件沒有準(zhǔn)確把握的意識，綜上所述，本節(jié)課要通過教師對教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)讓學(xué)生們對運(yùn)動中的物理量有更準(zhǔn)確的認(rèn)識，對具體運(yùn)動情景的分析能更具科學(xué)性。由于周課時只有兩課時，所以在實(shí)教學(xué)目標(biāo)際教學(xué)中將打點(diǎn)計(jì)時器的原理和使用后I

移，在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生并未掌握用

打點(diǎn)計(jì)時器測速度和加速度的實(shí)驗(yàn)手段，

因此對物理量測量方法的設(shè)計(jì)不作為本

節(jié)課的重點(diǎn)，并利用光電門傳感器替代打

點(diǎn)計(jì)時器。I知識與能力目標(biāo): ??知道自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動知道自由落體加速度的大小和方向知道用頻閃攝影、光電門研究運(yùn)動的基本

原理，會根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析自由落體運(yùn)動

知道地球上不同地方重力加速度大小的

差異運(yùn)用自由落體運(yùn)動的規(guī)律解決簡單問題9過程與方法：

乙?經(jīng)歷自由落體運(yùn)動模型建立過程，掌握自

由落體運(yùn)動的條件通過分析光電門和位移傳感器記錄的運(yùn)動

信息，判斷自由落體運(yùn)動的性質(zhì)，體會實(shí)

驗(yàn)在物理問題研究中的重要作用嘗試運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得出自由落

體運(yùn)動計(jì)算公式，情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

3?在對實(shí)驗(yàn)方案的選擇和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高合作探究能力培養(yǎng)透過現(xiàn)象看本質(zhì)、用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識教學(xué)重點(diǎn)經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動的猜想過程，體會實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原有認(rèn)知的差異；了解如何對具體運(yùn)動展開科學(xué)分析，了解光電門測量物理瞬時速度的原理；通過實(shí)驗(yàn)探究理解自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動，知道加速度的大小和方向，不同質(zhì)量的物體，自由落體運(yùn)動情況相同。教學(xué)難點(diǎn)通過教師對學(xué)生課前診斷學(xué)案的分析和學(xué)生之間的分組討論，讓學(xué)生能科學(xué)地設(shè)計(jì)出驗(yàn)證自由落體是否為勻變速運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)方案；理解自由落體運(yùn)動特征，并能解決相關(guān)問題。教學(xué)設(shè)計(jì):教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)活動導(dǎo)入分析課前診斷引入：本章前幾節(jié)的學(xué)習(xí)，都是對已知的勻變速直線運(yùn)動模型展開學(xué)習(xí)和研究，本節(jié)課我們會通過實(shí)驗(yàn)的手段分析高中階段的第一個實(shí)際運(yùn)動，自由落體運(yùn)我們今天要通過實(shí)驗(yàn)手段對物體運(yùn)動過程中的時間、位移、速度、加速度等物理量進(jìn)行測定，如何測定各點(diǎn)的瞬時速度呢？分享學(xué)案第一題：你知道有什么測量物體瞬時速度的實(shí)驗(yàn)手段嗎？（至少舉出或想出兩種）可能有利用打點(diǎn)計(jì)時器測速度的一一這種實(shí)驗(yàn)手段之后會在學(xué)習(xí)；可能有利用頻閃照片測速度的——等效于打點(diǎn)計(jì)時器；學(xué)生講解利用光電門測速度，（1）光電門之間有一束不可見光；（2）光被經(jīng)過的物體擋住后，傳感器能記下?lián)豕鈺r間；（3）可提問學(xué)生，我們在知道哪個量（物體的尺寸）就可以算得球經(jīng)過光電門時的速度了，若擋光時間較短，可認(rèn)為這段平均速度為球經(jīng)過光電門時的瞬時速度。拓展：（4）傳感器還能記錄物體,提問同學(xué)們：進(jìn)而還能測定什么物理量一一兩光電門間的平均加速度。訂正課前診斷第二題：你認(rèn)為自由下落的物體運(yùn)動的初速度和受力特征是什么？自由落體運(yùn)動：初速度為零，只受重力。分析生活情境和物理模型的區(qū)別。分享課前診斷第三題：你認(rèn)為自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動嗎？為什么？可能很多同學(xué)都能說出自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，但至于原因，可能會站在牛頓第二定律的角度說出只受重力。教師點(diǎn)評：力和運(yùn)動之間確實(shí)有聯(lián)系，而本知識我們在下一章會具體學(xué)習(xí)，我們先不以此為證明依據(jù)。但是這也提示我們，分析一個運(yùn)動可以從運(yùn)動學(xué)入手，研究其具體運(yùn)動過程，也可以分析力和運(yùn)動的關(guān)系等多條途徑入手。今天我們通過實(shí),,證明自由落體運(yùn)動是否是勻變速直線運(yùn)動就是我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹７窒碚n前學(xué)案第四題：若讓你通過實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證自由落體運(yùn)動是否是勻變速直線運(yùn)動，你的實(shí)驗(yàn)方案中，想要測量運(yùn)動中的哪些物理量？學(xué)生可能會設(shè)計(jì)出要測加速度、速度、位移等信息。針對測量加速度，教師點(diǎn)評：第一，同學(xué)所要測的加速度是下落全程的平均加速度還是各個時刻或位置的瞬時加速度；第二，加速度反應(yīng)速度變化，那么各時刻的速度、位移可能是更原始的數(shù)據(jù)，加速度可能是一個計(jì)算結(jié)果，我們本節(jié)課能不能將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)先定位于速度、位移這樣的直接測量量。同學(xué)們相互討論，改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)方案，將測量量描述的更準(zhǔn)確一些。學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動同學(xué)分享:測量各個時刻（位置）的速度，若速度隨時間均勻變化則說明自由落體運(yùn)動是勻變速運(yùn)動；或測量各個時刻的位移，若位移與時間的關(guān)系為x=k2,則說明自由落體運(yùn)動為勻變速運(yùn)動一一若學(xué)生有此想法，可提出利用頻閃照片測位移或利用位移傳感器的實(shí)驗(yàn)方法。確定了實(shí)驗(yàn)方案和測量手段后，教師演示實(shí)驗(yàn)。得到一組數(shù)據(jù)后，學(xué)生由V1、V2、V3、v4和?t12、?123、?134計(jì)算分析自由落體運(yùn)動是不是勻變速運(yùn)動，組內(nèi)討論，說出判斷原因。教師給出同時測出的三段的平均加速度，發(fā)現(xiàn)加速度大小幾乎不變，多次試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)加速度大小均趨近于同一數(shù)值，說明自由落體運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。小結(jié)：剛才是通過測量不同位置的速度，結(jié)合兩點(diǎn)間時間間隔算得這一段的平均加速度。對比各動為勻變速直線運(yùn)動。能否通過其他實(shí)驗(yàn)手段、測量其他物理量（可能該手段學(xué)生在之前的分享中已經(jīng)提出）來判斷自由落體運(yùn)動是不是勻變速直線運(yùn)動？請兩位同學(xué)分享之前利用位移傳感器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。讓同學(xué)們觀察位移與時間的關(guān)系滿足二次函數(shù)關(guān)系，同學(xué)猜想，關(guān)系式x=kt2中的比例系數(shù)k，大約為何值？——4.9,g/2?？偨Y(jié)自由落體運(yùn)動規(guī)律看書了解不同地點(diǎn)自由落體加速度的值。同學(xué)描述自由落體加速度隨地點(diǎn)變化的規(guī)律；學(xué)生討論自由落體加速度因何不同？——距地心的距離，地球自轉(zhuǎn)情況。本節(jié)課我們知道了g的變化規(guī)律，下學(xué)期會繼續(xù)學(xué)習(xí)g不同的原因。輕球和

重球的

下落自由落

體運(yùn)動

的應(yīng)用分享學(xué)案第五題：通過以往的經(jīng)

驗(yàn)，你認(rèn)為質(zhì)量不同的物體，做

自由落體運(yùn)動的加速度是否相

同？從相同高度釋放，是否一定

會同時落地？讓學(xué)生再學(xué)習(xí)了

本節(jié)內(nèi)容后，重新作出判斷。若有學(xué)生仍認(rèn)為可能不同時落

體，強(qiáng)調(diào)這些同學(xué)在學(xué)習(xí)了本節(jié)

內(nèi)容后，對自由落體的概念掌握

不夠準(zhǔn)確，沒有區(qū)分生活中的落

體運(yùn)動和物理中的自由落體運(yùn)

動在空氣阻力方面的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)演示輕球與重球下落時加

速度相同。提問學(xué)生：生活中紙片和紙團(tuán)下

落快慢不一的原因一一空氣阻

力。學(xué)生分組進(jìn)行毛錢管實(shí)驗(yàn)。完成《學(xué)探診》P31第1題自由落體運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，下

落位移和下落時間有一一對應(yīng)

關(guān)系，能否利用這一特征，設(shè)計(jì)

一個小實(shí)驗(yàn)，定量測量一下自己的反應(yīng)時間。同學(xué)討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教師點(diǎn)評：可以提問用筷子替代刻度尺好不好一一體現(xiàn)定量計(jì)算和定性判斷之間的差別?？梢詮?qiáng)調(diào)刻度尺要靜止釋放等信息。例題：一礦井深為125m，在井口每隔一定時間自由下落一個小球。當(dāng)?shù)?1個小球剛從井口開始下落時，第一個小球剛好到達(dá)井底。則相鄰小球下落的時間間隔有多長？這時第9個小球距井底的距離為多大？(取練習(xí)g=10m/s2)教師引導(dǎo)：以上兩個題目應(yīng)用的知識、概念相同，只不過一道題是情景簡單，另一道情景相對復(fù)雜。對每一道物理題都不應(yīng)脫離情景、只背記公式，對于相對復(fù)雜的情景，還要畫出圖景、輔助解題。小可讓同學(xué)先談一談這節(jié)課你學(xué)到了什結(jié)么。本節(jié)課的知識層面：自由落體運(yùn)動模型的特征，運(yùn)動的性質(zhì)，運(yùn)動的規(guī)律。方法層面：對于復(fù)雜運(yùn)動情景，我們能將其簡化，建立理想模型（質(zhì)點(diǎn)模型的建立）；在探究方法上，我們能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案一一測量量，實(shí)驗(yàn)