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视频标签：自由落体运动
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视频课题：高一物理人教版必修1第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动-北京
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高一物理人教版必修1第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动-北京市第九中学
本节课是在新课程的基本理念和建构主义理论指导下进行设计的。
新课程在课程目标上注重提高全体学生的科学素养，在课程实施上注重学生自主学习。建构主义认为学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的帮助，通过意义的建构而获得的，提倡在教师指导下以学习者为中心的学习，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者。
本节课是一节新常规课，组织方式为课堂教学。在设计本课时，遵循了新课程理念中“学生为主体、教师为主导”的原则，注重学生自主学习。在整个课堂教学过程中，通过教师的引导，学生观察实验；分析实验结论；思考回答问题完成设计方案，在这一系列的活动中，学生始终处于主体地位，是活动的主体。应用所学知识解决实际问题的过程，充分调动了学生的主体参与，而教师则始终主导着课堂的进行，体现教师的主导作用。
自由落体运动的内容是学生在高一阶段学习的一种理想化运动。自由落体运动的规律使人类对落体运动的认识发生深刻变化。这个内容教材中有亚里士多德和伽利略的“对话”，有伽利略的研究和推理方法。通过本节课的教学使学生在认识自由落体运动规律的过程中，感悟伽利略对物体运动的研究所采用的科学方法。本节课以认识和探究落体运动的规律为主要任务。本节课采用讲授启发与学生自主探究并用的教学方式。教学中让学生利用已有的知识，设计探究自由落体运动规律的方案。在这个基础上利用落体演示器，落体仪，传感器等仪器进行现场实验研究。
2.教学背景分析
教材分析:
自由落体运动是人教版高中物理必修1第二章“匀变速直线运动的研究”中第5节的内容。自由落体运动是匀变速直线运动的一个典型的实例，也是匀变速直线运动规律的具体应用，是会考和高考的重要内容，在本章学习以及在整个高中物理中都具有非常重要的地位。 学生情况：
在学习本节之前，学生学习了匀变速直线运动的速度与时间、位移与时间、速度与位移、初速度为零的匀变速直线运动的四个重要的比例式、打点计时器的使用、纸带法处理数据判断物体的运动等内容。
落体运动是一种常见的运动，自古以来许多人都研究过，伽利略对自由落体运动的研究意义巨大。为便于学生接受，本节通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明
确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。
教学方式：启发式、探究式
教学资源：多媒体、描迹仪，传感器、牛顿管
3.教学目标(含重、难点)
一）知识与技能：
1.理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件； 2.理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向；
3.掌握如何从匀变速直线运动中推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体运动规律解决一些实际生活中的问题。 二）过程与方法：
1.培养学生用科学探究的方法解决问题的能力； 2.培养学生初步的观察实验、分析、归纳的能力；
3.培养学生理论联系实际，用课本所学知识解决实际问题的能力。 三）情感、态度、价值观：
1.通过实验提出问题引入，在问题情景中不断激发学生的求知学习热情，调动学生的主动性，培养学生敢于思考、敢于突破陈规、勇于创新的科学精神；
2.在学习中，学会互相交流，提高学生的合作意识与能力。 教学重点：
对自由落体运动性质的科学探究过程，及运动规律的掌握和运用；
教学难点：
自由落体运动性质的科学探究。4.教学过程
教学 环节
教师活动
学生活动 设计 意图
有趣 的小 实验
听说咱们班的同学反应非常敏捷，男同学谁是公认的反应最快的？女同学谁反应最快？我们请他们到前面来，做一个有趣的小游戏。
你们做得非常好，请你们把手举起来， 同学们看看谁反应最快？
从木板的下落情况比较两个人的反应时间这是生活常识，但是如果从木板下落的距离确定同学的反应时间是多少，这是科学。
说出学生的反应时间。
你们想知道我是怎么知道他们的反应时间的吗？学完了今天这节课的内容，同学们就能知道其中的奥秘。
两位同学到讲台来做实验
尺子下落少的反应快
测定反应速度
激发学生学习兴趣
引入 落体 运动
落体的运动随处可见，同学们平时生活中常见的落体运动有哪些？谁能举些例子？
请同学们一起看这样的一个情境： 演示1：请同学们仔细观察形状相同的铁片和纸片，从同一地点、同一高度同时由静止释放。
演示2：将这个制片揉成团，再与铁片从同一地点、同一高度同时由静止释放。
看到什么现象？
为什么纸片揉成纸团就发生这样的变化呢？请同学们思考、分析，你认为是什么原因？ 空气阻力怎么了？
苹果落地，雨滴
下落，树叶落下等
铁片比纸片下落的快
铁片和纸团下落的快慢几乎一样。 空气阻力
将纸片揉成纸团后所受的空气阻力大大减小了
引出新问题
6
教学 环节
教师活动
学生活动 设计 意图
抽真空准备做落体实验 请同学们设想一下，假如没有空气阻力呢？情况又会怎样？ 将玻璃管内的空气抽出来，形成一个真空环境。在这个真空环境里面做落体实验，验证我们的猜想。
抽气前让羽毛和铁片在空气中下落，下落快慢显然不同。当场用抽气机对
玻璃管抽气。
没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢相同。
物理学史 亚里士多德与伽利略的“对话” 一边动画演示，一边说明和解释。 同学们，历史上对落体运动早有研究，而且留下了用科学推理战胜表面常识的一段佳话！ 公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德认为：物体下落的快慢是由它们所受的重量决定的，物体越重，下落得越快。由于亚里士多德被人们称为古代最博学的人，因此他的话影响很大。另一方面他的这个说法太符合人们的生活经验了，以至于其后两千多年的时间里人们一直信奉亚里士多德的这个学说
直到17世纪伟大的科学家伽利略用科学推理的方法，巧妙地揭示了亚里士多德的学说内部所包含的矛盾，被人们传为佳话！怎么揭示的呢？ 伽利略指出：按照亚里士多德的观点物体越重下落越快。较重的乙物体要比较轻的甲物体下落得快。
把乙、甲两个物体绑在一起我们称作丙，这时甲、乙、丙中，丙最重，按照亚里士多德的观点，谁下落最快？ 但从另一个角度来思考，我们观察丙，丙中物体有重有轻,。按亚里士多德的观点，重的快，轻的慢。重的被轻的拖着而变慢，轻的被重的拽着而变快，就像大人拉着小孩跑，比大人自己单独跑要慢，比小孩自己单独跑要快，因此丙的速度介于甲乙之间（动画播放）。 同一个假设从不同的角度思考出现了
聆听、思考
通过科学史的教育，唤起学生对科学的兴趣
7
教学 环节
教师活动
学生活动 设计 意图
通过实验证实猜想
视频播放
新课教学
探究自由落体运动的规律
相互矛盾的结果，而使亚里士多德的观点陷入困境。
同一个假设从不同的角度思考出现了相互矛盾的结果，其原因在于开始的假设是错误的。
伽利略猜想，如果没有空气阻力，只受重力作用，那么轻重不同的物体下落快慢应相同。
300年后的今天我们有条件来验证这个猜想了
将形成真空的大型玻璃管，高高的放到讲台上面，请同学们注意观察，铁片和羽毛一起被磁铁吸在管的顶端，数一、二、三，数到三时拿起磁铁，铁片和羽毛开始下落，观察他们的运动情况。
1971年美国宇航员斯科特在月球上，将一把铁锤和一片羽毛同时释放，结果同时落地。月球上没有空气。
物理学中，把物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
我们一起研究自由落体运动规律 自由落体运动有什么样的特点呢？
自由落体运动是一种什么性质的运动呢？从它的运动轨迹看是直线还是曲线？
它运动的速度是怎样变化的呢？
是什么样的加速运动呢？
如何探究自由落体运动规律，请同学们根据已有的知识设计一下探究方案，同学之间可以讨论一下。
物体不受空气阻力的影响。
铁片和羽毛同时落地
物体只受重力作用由静止开始下落。 直线
越来越快（加速运动）
匀加速直线运动
使用打点计时器进行研究，观察相同的时间内落
从逻辑上进行推理论证
启发、点拔 引入自由落体运动概念师活动
学生活动 设计 意图
介绍实验器材
我们用什么具体方法进行观察和测量呢？
同学们！我们今天不用电磁打点计时器研究落体运动规律，而是用一种新的器材进行研究。 （1）介绍实验器材
（2）现场做实验，用实验仪器打出自由落体的轨迹
（3）分析实验结果：物体下落的距离之比大约是多少？
说明自由落体运动是匀变速直线运动。
下面我们从位移的角度来研究一下自由落体运动规律。用传感器进行研究。 1、实验装置和工作原理介绍
2、数据处理，利用x-t图像，进行函数拟合，得到自由落体的加速度数值。
在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，又叫重力加速度，通常用g来表示。
重力加速度的方向总是竖直向下的。
在不同地点g的数值略有不同，请同学们分析表中的数据，总结重力加速
体的位移关系。如果是匀变速直线运动，则第一秒内、第二秒内，第三秒内的位移之比1：3：5，或一秒内、二秒内、三秒内的位移之比为1：3：5或Δs=aT2。
用电磁打点计时器测量重锤的下落情况
1：3：5
9.8m/s2
唤起旧知，学习新知
思考讨论
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教学 环节
教师活动
学生活动 设计 意图
课堂小结 概括总结 度的大小规律。 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动，那么，它的运动规律如何呢？ 匀变速直线运动的运动学公式是什么？ 其中V0=0，a=g，公式变形为什么呢？ （1）请同学们思考一下，这节课你主要收获了什么？ （2）同学们！这节课我们认识了自由落体运动，而在地面上只受重力作用的物体是没有的，因为物体下落过程都要受到空气阻力的影响。因此自由落体运动是一种理想化的模型，是一种理想化的运动。但是我们研究这种理想化的运动却有十分重要的现实意义，因为当物体受到空气阻力比重力小得多的时候，就可以忽略空气阻力的影响，而认为是自由落体运动。如这个小钢球下落过程中受重力和空气阻力作用，但是空气阻力对它的影响就很小。我们可以忽略空气阻力，认为小钢球的运动是自由落体运动。 像小钢球、石块自由下落的运动都可以看成是自由落体运动，这样就能解决很多问题了，如确定反映时间等。 （3）提出问题： 除确定反应时间外，请同学们想想看，利用自由落体运动的规律还能解决什么问题？ （4）最后阐述：一片羽毛和一块磨盘如果有一个近乎理想的真空环境，它们下落得一样快，真是神奇。而且这样的结论适用于任何物体，如此广泛的意义令科学家激动不已。
从赤道到两极，随着纬度的增大，g值增大。
V=V0+at
X= V0t+1/2at2 V2- V02=2ax V=gt X=1/2gt2 V2=2gx
培养思维推理，知识迁移能力
情感态度价值观渗透
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教学 环节
教师活动
学生活动
设计 意图
课外研究延伸
探究作业： 1、利用自由落体仪方案探究自由落体运动性质。 2、利用打点计时器方案探究自由落体运动性质。
3、课外思考练习：
培养学生探究能力， 解决问题能力
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
