探究自由落體運(yùn)動(dòng)教案及課后反思

廣東深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校 吳立剛

【課標(biāo)要求】

1.通過史實(shí)，初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。

2.經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程，了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。

【教材分析】

本課選自粵教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理（必修 1）》第二章《探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律》第一節(jié)《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》。落體運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)，伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究意義重大。

【學(xué)情分析】

在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)概念，通過調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，從第一章《運(yùn)動(dòng)的描述》的第六節(jié)《用圖像描述直線運(yùn)動(dòng)》直接過渡到第二章，學(xué)生學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律且應(yīng)用練習(xí)了一段時(shí)間，已經(jīng)學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對物理中的理想模型和研究思維有了一定的了解。因此，本節(jié)除了按照伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程和科學(xué)思維過程，使學(xué)生認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng)，還可以通過實(shí)驗(yàn)引出自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)及歸納出規(guī)律。本節(jié)課后，通過復(fù)習(xí)鞏固使學(xué)生進(jìn)入習(xí)題應(yīng)用階段。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識與技能（1）認(rèn)識自由落體運(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)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。

（2）能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并能自主分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息。

（3）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。

2.過程與方法

通過對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，初步學(xué)習(xí)使用變量控制法。

3.情感態(tài)度價(jià)值觀

（1）通過實(shí)驗(yàn)探究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)求知的欲望。

（2）調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。

（3）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。

（4）培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。

（5）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1.對自由落體運(yùn)動(dòng)概念的認(rèn)識和理解。

2.培養(yǎng)“觀念→思考→推理→猜想→驗(yàn)證→歸納”的良好思維習(xí)慣。

【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，接著從生活經(jīng)驗(yàn)和亞里士多德的觀點(diǎn)出發(fā)，介

紹落體運(yùn)動(dòng)和伽利略的邏輯推理，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)上進(jìn)行硬幣和紙片、兩張紙片的演示實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論得出初步結(jié)論，驗(yàn)證伽利略的大膽推斷和提出是什么因素影響物體下落得速度；再進(jìn)一步通過演示“牛頓管”實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證設(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，引導(dǎo)得出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律，同時(shí)簡單介紹頻閃照相和傳感器等探究方法；最后通過“測反應(yīng)時(shí)間”的實(shí)驗(yàn)游戲體驗(yàn)自由落體運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律，從而鞏固學(xué)習(xí)效果。

【教學(xué)方法】

教師演示、引導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，討論、交流，多媒體輔助。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下面我們一起來研究我們常見的運(yùn)動(dòng)──落體運(yùn)動(dòng)。簡單復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：vt=v0+at，△s= aT2

設(shè)計(jì)說明：復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目的是為得出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律做好鋪墊。

二、進(jìn)行新課

1.生活中的落體運(yùn)動(dòng)

教師提問引導(dǎo)：你知道哪些生活中的物體下落運(yùn)動(dòng)？

提問：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，是重的物體下落的快還是輕的物體掉落得快？

進(jìn)一步提問引導(dǎo)：是什么決定物體下落的速度？這個(gè)問題很早就有人開始探究了，讓我們一起了解一下。

設(shè)計(jì)說明：觀察生活中落體運(yùn)動(dòng)，得出和亞里士多德相同的觀察結(jié)果，以便可以在后面的推理和實(shí)驗(yàn)中對學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象。

2.探究落體運(yùn)動(dòng)介紹亞里士多德和他對落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識，強(qiáng)調(diào)他是通過觀察得出的結(jié)論；

介紹伽利略關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的邏輯推理，引出亞氏說法中的矛盾；介紹伽利略對落體運(yùn)動(dòng)的大膽推斷；

演示實(shí)驗(yàn) 1：老師操作：硬幣和一張和硬幣等面積展開的紙片同時(shí)從同一高度下落學(xué)生觀察：硬幣下落得快老師引導(dǎo)：這就是亞氏的觀察結(jié)論

老師操作：硬幣和一張和硬幣等面積揉成團(tuán)的紙片同時(shí)從同一高度下落學(xué)生觀察：硬幣和紙團(tuán)幾乎同時(shí)落地老師引導(dǎo)：亞氏的說法不正確一起總結(jié)：伽利略的推斷得到了驗(yàn)證

演示實(shí)驗(yàn) 2：老師提問：既然物體下落的速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，那么如何解釋生活中的現(xiàn)象呢？為什么果實(shí)下落得要比樹葉快？

老師操作：兩張一樣的紙片展開同時(shí)由同一高度下落學(xué)生觀察：兩張紙片幾乎下落得一樣快老師操作：將其中一張紙片豎起來，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)學(xué)生觀察：豎起來的紙片下落的快

老師操作：將其中一張紙片揉成團(tuán)再重復(fù)實(shí)驗(yàn)學(xué)生觀察：揉成團(tuán)的紙片下落得快

一起總結(jié)：空氣阻力可能是影響物體下落快慢的原因演示實(shí)驗(yàn) 3：老師操作：將課前已經(jīng)抽好氣（學(xué)生不知道）的牛頓管展示給學(xué)生，看清管

內(nèi)的羽毛和鐵片老師提問：將牛頓管在豎直方向翻轉(zhuǎn)過來，相當(dāng)于鐵片和羽毛同時(shí)從管的一

端由靜止開始下落，你認(rèn)為誰下落得快？學(xué)生回答：鐵片下落的快老師操作：翻轉(zhuǎn)牛頓管

學(xué)生觀察：鐵片和羽毛下落得幾乎一樣快

老師引導(dǎo)：解釋管內(nèi)空氣已經(jīng)被抽去，排除了空氣阻力的干擾

老師操作：將牛頓管的閥門打開（請同學(xué)注意聽），重復(fù)實(shí)驗(yàn)

學(xué)生觀察：羽毛下落得要比鐵片慢

3.自由落體運(yùn)動(dòng)概念：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

注意：當(dāng)空氣阻力和物體重力相比較小時(shí)可以忽略不計(jì)，將物體的下落運(yùn)動(dòng)看成是自由

落體運(yùn)動(dòng)。

提問：如何研究自由落體運(yùn)動(dòng)，并確定其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？

引導(dǎo)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法？根據(jù)我們的觀察，我們期待自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)什么樣的運(yùn)動(dòng)？需要測什么物理量？學(xué)生：使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上位移等。

4.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

教師引導(dǎo)：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，可以得出運(yùn)動(dòng)規(guī)律：

注意：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的公式和推導(dǎo)均適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。

三、小結(jié)

通過了解生活中的落體運(yùn)動(dòng)，引出亞里士多德對落體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤說法。