對自由落體運動的研究教學設計 教科版

對自由落體運動的研究教學設計教科版學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容分析本節(jié)課的主要教學內容為教科版物理教材高中二年級下冊第十章“力學現(xiàn)象”中的第一節(jié)“自由落體運動”。教學內容圍繞自由落體運動的概念、公式推導、以及重力加速度的理解展開。通過本節(jié)課的學習，學生將掌握自由落體運動的基本原理，理解物體在重力作用下速度和位移的變化規(guī)律。

教學內容與學生已有知識的聯(lián)系在于，學生在之前的學習中已經掌握了勻速直線運動和勻加速直線運動的知識，特別是對加速度概念的理解和運用。在此基礎上，學生可以順利過渡到自由落體運動的學習，理解為何在忽略空氣阻力的情況下，所有物體在同一地點的加速度都是常數(shù)，即重力加速度。此外，學生還需運用之前所學的位移和速度關系，進一步探討自由落體運動中時間、速度和位移之間的關系。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任。通過研究自由落體運動，使學生能夠：

1.物理觀念：形成對自由落體運動物理本質的認識，理解重力對物體運動狀態(tài)的影響，建立加速度與物體下落速度變化的關系，加強對力學基本概念的理解和運用。

2.科學思維：通過觀察、實驗和數(shù)據分析，培養(yǎng)學生邏輯推理、批判性思維和創(chuàng)新能力，學會運用物理規(guī)律解釋自然現(xiàn)象，提高解決實際問題的能力。

3.科學探究：指導學生設計實驗方案，收集和處理數(shù)據，培養(yǎng)學生合作探究、溝通交流的能力，激發(fā)學生對科學研究的興趣。

4.科學態(tài)度與責任：培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，尊重客觀事實，敢于質疑，勇于探索，提高學生對科學本質的認識，培養(yǎng)社會責任感。學習者分析1.學生已經掌握了勻速直線運動、勻加速直線運動的規(guī)律，了解速度、加速度、位移等基本物理概念，并能夠運用相關公式進行計算。此外，學生對牛頓運動定律有一定的認識，這些都為學習自由落體運動打下了基礎。

2.在學習興趣方面，學生對物理實驗和觀察現(xiàn)象表現(xiàn)出較高的熱情，對于能夠親眼看到物體下落速度變化的過程具有強烈的好奇心。能力上，學生具備一定的實驗操作能力和數(shù)據分析能力，但在將理論知識運用到實際問題中時，可能存在一定難度。在學習風格上，學生偏向于合作學習和探究式學習，喜歡通過討論和動手實踐來解決問題。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)主要包括：對自由落體運動中重力加速度概念的理解；在實驗過程中，對數(shù)據采集和處理可能存在誤差；將自由落體運動規(guī)律與實際情境相結合時，可能無法準確把握問題關鍵，導致解決問題時出現(xiàn)偏差。此外，部分學生對物理公式的推導和運用可能存在心理恐懼，影響學習效果。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過生動的語言和形象的比喻，為學生講解自由落體運動的基本概念、規(guī)律和公式，使學生系統(tǒng)掌握理論知識。同時，結合實際生活中的例子，讓學生感受物理學的實際意義。

2.討論法：針對自由落體運動中的重點和難點問題，組織學生進行小組討論，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)學生的批判性思維和合作精神。討論結束后，進行小組匯報，分享學習成果。

3.實驗法：組織學生進行自由落體實驗，讓學生親自動手操作，觀察和記錄實驗數(shù)據，培養(yǎng)學生實驗操作能力和觀察能力。通過實驗，讓學生更直觀地理解自由落體運動規(guī)律。

教學手段：

1.多媒體設備：利用多媒體設備展示自由落體運動的動畫、圖片和視頻，幫助學生形象地理解物體下落過程中速度、加速度和位移的變化。同時，展示實驗操作步驟和注意事項，提高實驗效果。

2.教學軟件：運用教學軟件（如：物理實驗室、仿真實驗等）進行虛擬實驗，讓學生在課前預習和課后鞏固實驗內容，提高學習效率。此外，通過軟件中的互動問答和在線測試，及時了解學生的學習進度和存在的問題，有針對性地進行教學輔導。

3.網絡資源：引導學生利用網絡資源，查閱與自由落體運動相關的科學史、科學家故事等，激發(fā)學生學習興趣，拓寬知識面。同時，鼓勵學生關注物理學領域的前沿動態(tài)，培養(yǎng)科學素養(yǎng)。教學流程一、導入新課（用時5分鐘）

同學們，今天我們將要學習的是“自由落體運動”這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否注意過，不同高度的物體同時下落時，哪個會先落地？”這個問題與我們將要學習的內容密切相關。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索自由落體運動的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解自由落體運動的基本概念。自由落體運動是指物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動。它是研究物體在地球表面附近運動規(guī)律的重要基礎。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了自由落體運動在實際中的應用，以及它如何幫助我們理解物體下落過程。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調重力加速度和物體下落速度這兩個重點。對于難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學生們將分成若干小組，每組討論一個與自由落體運動相關的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示自由落體運動的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結果。

四、學生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學生將圍繞“自由落體運動在實際生活中的應用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2.引導與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導者，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結回顧（用時5分鐘）

今天的學習，我們了解了自由落體運動的基本概念、重要性和應用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對自由落體運動的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《物理學史》中關于伽利略和自由落體運動的研究部分，了解伽利略如何通過實驗和觀察推翻了亞里士多德的落體理論，為自由落體運動的研究奠定基礎。

-《現(xiàn)代物理》中關于自由落體運動在航天領域的應用，探討自由落體運動原理在現(xiàn)代科技發(fā)展中的作用。

-《科學美國人》雜志中關于重力加速度變化的文章，了解不同地理位置和高度對重力加速度的影響。

2.課后自主學習和探究：

-研究地球表面不同緯度和高度對自由落體運動的影響，分析重力加速度的變化規(guī)律。

-探索自由落體運動在工程和技術領域的應用，例如：降落傘的設計、高層建筑物的安全防護措施等。

-調查生活中哪些現(xiàn)象或設備利用了自由落體運動的原理，例如：擺鐘、垂直電梯等，并分析其工作原理。

-研究自由落體運動在體育運動中的應用，如跳傘、田徑跳高跳遠等項目，了解運動員如何利用自由落體運動規(guī)律來提高成績。

-探討在月球和火星等不同天體上，自由落體運動的特點及其與地球上的差異。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

本節(jié)課我們學習了自由落體運動的基本概念、規(guī)律及其在實際生活中的應用。通過學習，我們了解到自由落體運動是物體僅在重力作用下從靜止開始下落的運動，其速度和時間成正比，位移與時間的平方成正比。重點掌握了以下知識點：

1.自由落體運動的特點：初速度為零，加速度為重力加速度g。

2.自由落體運動的規(guī)律：v=gt，h=1/2gt2。

3.重力加速度的概念及其在地球不同位置的變化規(guī)律。

4.自由落體運動在生活中的應用。

當堂檢測：

一、選擇題

1.以下哪個選項描述了自由落體運動的特點？（）

A.初速度為零，加速度為常數(shù)

B.初速度為零，加速度隨時間變化

C.初速度為常數(shù)，加速度為零

D.初速度和加速度都為零

2.在地球表面，自由落體運動的加速度約為（）。

A.9.8m/s2

B.10m/s2

C.8m/s2

D.12m/s2

二、填空題

1.自由落體運動中，物體下落的高度h與下落時間t的關系為：h=_______gt2。

2.地球表面的重力加速度約為______m/s2。

三、解答題

1.請簡述自由落體運動的基本特點及其在實際生活中的應用。

2.假設一個物體從高度為h的位置自由下落，請推導出物體下落時間t與高度h之間的關系。

四、實驗分析題

1.在進行自由落體實驗時，為什么需要盡量減小空氣阻力的影響？

2.請描述如何通過實驗測量重力加速度g的值。內容邏輯關系1.自由落體運動的基本概念和特點：

-自由落體運動：物體僅在重力作用下，從靜止開始下落的運動。

-特點：初速度為零，加速度為重力加速度g。

2.自由落體運動的規(guī)律：

-速度公式：v=gt

-位移公式：h=1/2gt2

3.重力加速度的概念及其在地球不同位置的變化規(guī)律：

-重力加速度：物體在自由落體運動中的加速度，約為9.8m/s2。

-變化規(guī)律：地球表面不同緯度和高度的重力加速度略有差異。

4.自由落體運動在生活中的應用：

-降落傘設計：利用自由落體運動原理，使跳傘員安全降落。

-高層建筑安全防護：根據自由落體運動規(guī)律，設計建筑物的安全防護措施。

-擺鐘：利用擺錘的自由落體運動來計時。

-垂直電梯：電梯在啟動和制動時利用自由落體運動原理。

板書設計：

```

一、自由落體運動的基本概念和特點

1.自由落體運動定義

2.特點：初速度為零，加速度為重力加速度g

二、自由落體運動的規(guī)律

1.速度公式：v=gt

2.位移公式：h=1/2gt2

三、重力加速度及其變化規(guī)律

1.重力加速度概念

2.地球表面重力加速度約為9.8m/s2

3.重力加速度的變化規(guī)律

四、自由落體運動的應用

1.降落傘設計

2.高層建筑安全防護

3.擺鐘

4.垂直電梯

```反思改進措施一、教學特色創(chuàng)新：

1.引入現(xiàn)代科技手段：在教學中充分利用多媒體設備、教學軟件等現(xiàn)代化教學手段，提高教學效果和效率。

2.重視實驗操作：通過組織學生進行自由落體實驗，讓學生親自動手操作，觀察和記錄實驗數(shù)據，培養(yǎng)學生實驗操作能力和觀察能力。

二、存在主要問題：

1.學生對物理公式的推導和運用存在心理恐懼：部分學生在面對物理公式