參賽課題:自由落體運動推薦單位:泰山大學所學專業:數學學青島黃島2009-8-16《自由落體運動》教學設計一．教材剖析我所使用的教材是，人教社全日制普通中級學校教科書（選修）《物理》第一冊第二章直線運動的第八節自由落體運動。在中學生把握了勻變速直線運動的規律以后，課本把該節置于本章的最后一節，把自由落體運動作為初速率為0、加速度為g的勻加速直線運動的特例來處理，沒有另外給出自由落體運動的公式，這樣有利于中學生產生良好的知識結構，防止死記公式。它既是對上面所學內容的備考和鞏固，同時也通過本節內容的知識探究，為之后學習較復雜運動打下良好的基礎，在教材中具有重要的地位和作用二．學習者剖析中學生由于受日常生活的影響，對“重的物體下落的快，輕的物體下落的慢”印象很深，故做好演示實驗以及中學生實驗變得尤為重要。依據前幾節的學習，我們志在調動中學生積極參與討論的興趣，培養邏輯思維能力，培養中學生探究性學習的能力、觀察思索剖析、處理數據的能力。依據產生性評價，中學生早已把握了進行自由落體運動學習的初始能力。在學習本節知識之前，中學生應當牢靠的把握勻變速直線運動的規律，就能熟練使用打點計時器進行實驗，并把握實驗數據的處理技巧。
三．教學目標（一）知識與技能1、知道哪些是自由落體運動，理解自由落體運動是初速率為零的勻加速直線運動。2、知道哪些是自由落體加速度，曉得它的方向、大小和變化規律。3、能規范的使用打點計時器，熟練進行實驗操作。（二）過程與技巧1、觀察自由下落的物體，預測其運動特性，培養中學生的觀察能力和邏輯推理能力。2、通過自由落體運動作為勻變速直線運動特例的學習，發展中學生的知識遷移能力。3、實驗探究自由落體運動的規律，讓中學生在探究自由落體運動規律的過程中體驗科學探究的技巧。（三）情感、態度和價值觀1、在教學中滲透數學技巧的教育，使中學生了解在處世中要突出主要誘因，忽視次要誘因的哲學思想。2、通過科學家研究自由落體運動的過程，使中學生深刻感悟到化學學家努力探求真理的人格魅力。3、通過中學生實驗培養中學生的團結合作精神和協作意識，培養中學生勇于思索、敢于突破陳規、勇于創新的科學精神。四．重點難點剖析教學重點自由落體運動的定義和自由落體運動的規律。教學難點所有物體自由落體運動的加速度都是重力加速度g，與重量無關。五．教法和學法自由落體運動是自然界廣泛存在的物體自由下落運動的理想化模型，是一種典型的勻變速直線運動，有其廣泛性和特殊性自由落體運動，在教學過程中要注重中學生對概念的產生。
采用：“復習提問——直觀演示——分析討論——歸納概念闡明規律——鞏固知識”的實驗探究教學法并輔以現代教育教學手段。按照本節課的特征，這節課我們安排在實驗室里學習，讓中學生邊學邊實驗。對中學生來說，重要的是讓她們把握獲取新知識的過程和技巧，養成良好的科學素質。因而在學習過程中，要讓中學生主動參與、樂于探究、善于思索，重視收集和處理信息，獲取新知識學會解決問題。采用：提取舊知識——積極思維——實驗探求——構建新知——鞏固推進的學法。六．教學媒體硬幣、牛頓管、紙片、紙板、鐵架臺、打點計時器、重物、紙帶、直尺、課件。七．教學過程（一）備考提問我們學習了勻變速直線運動的規律，其規律可由哪三個公式彰顯下來？（教案放映）====這個公式反映了勻變速直線運動的特征，它可以用于勻變速直線運動的估算中。反過來，我們也可以通過這個推論來驗證個別運動是否為勻變速直線運動。（備考舊知識并為實驗探究自由落體運動的規律埋下伏筆）（二）導出新課明天我們要借助那些知識來研究一種特別常見的運動——自由落體運動。首先我們來研究物體的下落運動。（教案展示）樹根的下落；雨滴、雪花的下落；蹦極時，人的下落；工地上，從高處落下的板磚和瓦片等等。
這么多的物體在下落！物體的下落有哪些特征呢？（展示目標，調動中學生興趣、激發中學生求知欲）（三）新課教學1、什么是自由落體運動?提問：大家仔細觀察過落體運動嗎？不同物體下落的快慢相同嗎？請朋友們仔細觀察下邊的實驗。[演示1]：取一枚硬幣和一張與硬幣等大的紙片，讓它們從同一高度同時下落。問：誰下落得快呢？（誘導一下：是否物體越重下落得越快？）這是我們的生活經驗，雖然很容易得出“重的物體比輕的物體下落得快”的推論，這也是公元前古埃及哲學家亞里士多德的觀點。這個觀點使人們在錯誤的推論下走了二千多年，距今三百多年前，伽利略為證明亞里士多德觀點的錯誤，做了大量的實驗。他拿了一個質量是另一個質量10倍的鐵塊站在漢堡斜塔上，使兩球由靜止同時下落，據亞里士多德的觀點，重球應當先落地，但實際上兩球同時落地。[演示2]：取厚紙板一張，與厚紙板等大的紙片一張，把紙片揉成團，讓二者從同一高度同時下落。問：誰下落得快呢？（誘導一下：是否物體越輕下落得越快？）一會兒是重的物體下落快，一會兒是輕的物體下落快，這是哪些緣由呢？（讓中學生討論，提出猜測：物體下落的快慢不僅跟重力有關外，還與物體遭到的空氣阻力大小有關）（矛盾的推論導致中學生的驚奇，形成認識沖突，迸發智慧，并從心理上做好接受新知識的打算）真的與空氣阻力有關嗎？我們來盡量減少空氣阻力對落體的影響試試。
[演示3]：把演示1實驗中的紙片捏成一團讓它跟硬幣從同一高度同時下落。問：誰下落得快呢？（班主任引導：很難判定說明紙團和硬幣幾乎同時落地）如今，重的物體和輕的物體幾乎同時落地了，若果我們進一步改善實驗條件，設法讓物體在真空中無阻力下落試試。[演示4]：牛頓管實驗。我這兒有一個長約1米，一端封閉、另一端有開關的玻璃管（牛頓管），把形狀和質量不同的小金屬片、小羽毛等，置于玻璃管里。1）打開開關，管里有空氣，把玻璃管倒立過來，現象怎樣?2）把管里的空氣抽出一些后，現象怎樣？3）把管里的空氣幾乎全部抽出，會怎樣?（現象顯著，引導中學生總結出：假如沒有空氣阻力，物體下落快慢相同）肯定中學生猜想，并給出定義：化學學上將物體不受其他誘因影響自由落體運動，只在重力作用下從靜止開始下落的運動稱為自由落體運動。（明晰自由落體運動中“自由”的又一含意即“不受其他誘因影響”。“其他誘因”包括空氣阻力、電場力、磁場力等等）這些運動只有在沒有空氣的空間里能夠發生；在有空氣的空間里，假若空氣的阻力作用比較小，可以忽視，這么物體的下落也可以看做是自由落體運動。像牛頓管中的金屬片、小羽毛從靜止開始下落的運動是自由落體運動。（以上四個演示實驗因為簡單，易觀察，中學生很有成就感，容易喚起興趣，導致共鳴。
之后趁勢引出自由落體運動的定義和進一步實驗探究自由落體運動的特征規律，自然過渡）2、自由落體運動的特征及重力加速度現實生活中，重物從靜止開始下落不太久的時間內可以近似覺得是做自由落體運動，重物可以是小石塊，小鐵塊，雨滴等等。這么自由落體運動是哪些樣的運動呢？它有哪些特征規律呢？（可以提示中學生：物體下落得越來越快；上面我們學過的哪些運動是這樣的呢？直至多數同事推測是勻加速直線運動為止）他人憑哪些相信你的推論呢？（及時引導中學生：必須用實驗事實來證明自己的推測是否正確）從前面的實驗及剖析可知：自由落體運動是的加速運動，是哪些樣的加速運動呢?下邊我們通過實驗來研究。中學生分組實驗：重物自由下落，用打點計時器打一紙帶。（通過演示實驗和中學生實驗培養中學生的動手操作能力、觀察能力、分析推理能力、綜合歸納能力）要求中學生分組完成檢測工作，之后據檢測結果，告訴班主任各自的推論。（投影）在偏差容許的范圍內====？（培養中學生數據處理能力，并備考曾經學習的實驗操作，降低實驗熟練度，增強中學生動手能力）中學生可以通過估算剖析得出自由落體運動是勻加速直線運動，之后引導中學生求出其加速度，即由，得。（培養中學生的團結合作精神和協作意識）這個實驗易于操作，卻很粗糙，人們發明了許多先進的實驗手段來研究自由落體運動，這兒，我給你們介紹一種較先進的方式頻閃拍照法。
[看投影]這是自由落體運動（小球）的頻閃拍照的相片，相片上相鄰的像是相隔同樣的時間拍攝的，類似紙帶的剖析我們可以更確切地求出小球的加速度。（介紹先進試驗方式，開拓中學生視野，提升中學生的識圖剖析能力及知識運用能力）通過以上剖析，我們不難得出自由落體運動是初速率為0的勻加速直線運動，并且在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，一般用g表示。請朋友們閱讀教材第37頁表格內容，月球上不同的經度，g值隨經度的降低而降低，一般g值取9．8，有時簡略估算也取10，g的方向豎直向上。（未學習萬有引力，對重力加速度的理解不可能深入，只稍作提醒即可）將中學生估算出的加速度大小與教材上的g=9.8m/s2作比較，明晰：檢測值偏小的緣由是磨擦阻力和空氣阻力引起的，讓中學生課后估算教材上頻閃相片中小球的加速度，將得到更精確的值。這部份內容作為本節課的重點，應當充分發揮中學生的主動性，注意糾正中學生的不良實驗習慣，讓中學生學會實驗探究的通常技巧。3、自由落體運動的規律既然自由落體運動是初速率為0，加速度為g的勻加速直線運動，這么請朋友們推出其速率公式，位移公式以及位移速率公式。
（引導中學生進行知識遷移，提升推理能力，并備考鞏固先前學習的知識，產生良好的知識結構）4、例題一個物體從19.6高的地方自由下落，問經過多長時間落到地面？它落到地面時的速率是多少？解：由公式（鞏固知識，提升認識，提升中學生應用能力及構建模型的能力）5、作業1）估算教材頻閃合照圖3-28中小球的加速度大小，并與真實值和課堂上你用打點計時器實驗的估算值比較，試討論形成偏差的誘因。2）測反應時間。6、課堂小結在研究自由落體運動時，我們采用了一種理想化的方式：從最簡單、最基本的情況入手，捉住主要誘因，忽視次要誘因，由淺及深的沉入，得出一種運動方式——自由落體運動，再借助基本滿足自由落體運動條件的運動研究其規律，最后將規律用于生活實踐。這些獲得知識和應用知識的方法，在之后我們學習數學時就會常常用到。八．板書設計自由落體運動一、物體下落運動（1）沿直線豎直下落（2）受重力作用，同時受空氣阻力作用（3）空氣阻力忽視不計時，物體下落快慢相同二、自由落體運動1.定義：物體只受重力作用從靜止開始下落的運動。2.實驗：探究自由落體運動的性質推論：自由落體運動是初速率為零的勻加速直線運動。
三、自由落體加速度1.同一地區一切物體下落的加速度是相同的，我們把這個加速度稱為自由落體加速度，一般也稱作重力加速度，用g來表示。2.大小：方向：豎直向上三、自由落體運動的特征四、自由落體運動的規律例題：（略）作業：（略）小結：（略）九．教學反省首先，本節課最重要的是對一些科學研究方式的教學，若僅僅是對這種知識的傳授而不注重科學化學研究方式的教學，則這堂課還不能算是一堂成功的課。其次，在教學過程中應充分發揮中學生的主體作用：通過實驗探求、設問點拔,創設問題情景,引導中學生積極參與，迸發學習興趣，活躍課堂氛圍，調動中學生學習積極性，使中學生一直保持積極探求的學習態度。另外，這節課要重視把實驗做好，注重應用媒體輔助教學，提升課堂教學的效率。