5自由落体运动全国优秀课堂实录

5　自由落体运动 高中物理       人教2003课标版

根据高中物理新课程的目标要求，本节教学目标包括三个方面：知识和技能目标，过程与方法目标、情感态度与价值观目标。为了全面完成各项教学目标，本节教学设计以实验探索为主线，充分展现隐含在本节内容中的科学探究方法和科学思维方式。首先，通过“抓钱的骗局”的游戏激发学生学习兴趣，引出研究的问题——自由落体运动，接着从生活经验和亚里士多德的观点出发进行巧妙推理，使亚里士多德的理论陷入自相矛盾的境地，引起学生探究的兴趣。在此基础上学生自主进行实验探究，通过对实验结果的分析和相互讨论得出初步结论----生活中，物体下落快慢与空气阻力有关，进而通过“牛顿管”实验进一步验证设想，得出自由落体运动的定义，领会伽利略的思想和精神。再次，通过引导学生自主进行实验探究得出自由落体运动的性质，并利用匀变速直线运动的规律定量求出自由落体的加速度和规律。最后，呼应开头，让学生研究反应时间尺的制作原理，并测出自己的反应时间，算出钱下落的时间，揭穿骗局。

1、知识与技能

（1）认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动。

（2）能力打点计时器得到相关的运动轨迹，并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息。

（3）培养学生的观察、概括能力。

2、过程与方法

（1）经历实验探究的过程，体验科学探究方法，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型——自由落体运动。

（2）渗透物理方法的教育，初步学习使用变量控制法

3、情感态度与价值观

（1）调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力

（2）体验探究自然规律的喜悦，发展对科学的好奇心和求知欲。

（3）学习伽利略的思想和精神，培养学生敢于坚持真理、大胆探索的科学态度和科学精神。

本课是高一年级的物理课。学习本课前，学生应具备如下知识：1、能比较牢固地掌握匀变速直线运动的一般规律，对匀变速直线运动的公式熟记于心。2、掌握打点计时器的工作原理，掌握实验研究匀变速直线运动的方法，以及用逐差法求匀变速直线运动的加速度的方法。

如何引导学生进行科学探究，使学生在科学探究中掌握科学探究的方法，培养科学研究的能力。科学探究活动的组织与开展是本节课成败的关键，教学中应根据学生的实际能力去引导学生进行实验，并作出必要的、具体的指导；提倡学生敢于动手、勤于动脑，仔细观察，认真思考，对实验中看到的现象和遇到的问题，多问些“为什么”。

以日常生活的经历引入，以三个实验为基础，层层设问、层层递进、研究自由落体运动，并将课堂教学和多媒体技术相结合，取长补短。

1、教具准备：纸板、薄纸片、纸板、牛顿管、重锤、打点计时器、纸带、自由落体仪、直尺

2、多媒体课件准备

游戏引入： 首先拿出新的100元钱，如果谁能按老师的要求抓住下落的钱，老师就把钱给他。谁愿意上来一试？

让抓钱的学生谈感受和为什么没有抓住钱

请一位同学上讲台表演抓钱，要求：只能用拇指和食指抓住钱，并且，只有老师的手完全放开，才能抓钱，不能提前反应。

学生：钱下落的太快，来不及反应。

钱下落的快慢以及它下落的特点，学习研究揭穿骗子的骗局。生活中，露珠下落、苹果下落、蹦极、小球下落都是常见的落体现象，你们仔细观察过落体运动吗？

观看大屏幕，思考生活中的落体运动。

演示实验：让两个相同面积的纸板和白纸从同一高度静止下落。

实验现象：纸板先落地

结论：重的物体比轻的物体下落得快

讲述：伟大的哲学家亚里士多德就曾通过观察生活中的现象得出了这个结论。     

反问：大家认为亚里士多德的观点正确吗？

学生实验：

1.让纸板和白纸从同一高的由静止释放。

2.把白纸揉成团与纸板从同一高度静止释放。

3.把两张同样大小的纸其中一张纸揉成团从同一高度落下。

学生总结：由于空气阻力的影响，物体下落得有快有慢。

教师顺势引导：那么在没有空气阻力的空间里，物体下落的情形又是怎样呢？

学生猜想：在没有空气阻力的空间里，物体下落的一样快。

教师介绍仪器并演示：金属片和羽毛在没有空气的管中的下落，两者几乎同时落下。

对比实验：金属片和羽毛在有空气的管中的下落，金属片先落地。

学生观察实验并总结：

在没有空气阻力的情况下，物体从同一高度静止下落的快慢相同。

讲述：我们很容易就的到了正确的结论，可历史上对落体运动的探究却经历了漫长的过程，由于当时人们的认识和科技水平较低，直到经过了20个世纪伽利略通过抽象思维加科学实验的方法才否定了亚里士多德的观点。
传说伽利略在比萨斜塔做过落体实验：在塔顶，他同时释放轻重不同的两个铅球，最后两个铅球同时落地。这个实验有力地反驳了亚里士多德的观点，得出了：在忽略空气阻力的情况下，物体从同一高度静止下落的快慢相同。

学生感受历史发展的过程

讲述：那么我们把这种物体只受重力由静止下落的运动叫自由落体运动。

强调对“自由”两个字的理解。

学生回答：“自由”两个字的含义：物体只受重力、初速度为零。
教师提出问题：生活中存在这种的运动吗？

在有空气阻力的空间里，若空气阻相对其重力很小，我们就要抓住物体下落这个主要因素，忽略空气阻力这个次要因素，把物体的下落近似看成自由落体运动。在科学研究中，懂得忽略什么有时与懂得重视什么同等重要。

学生思考后回答：不存在

体会科学研究的方法。

提出问题：重锤自由下落是不是自由落体运动？

演示实验：重锤的下落。

学生回答：重锤的下落所受空气阻力相对物体的重力而言较小，可以忽略，所以它的下落是自由落体运动。

教师顺势引导：那么我们就可以用重锤来研究自由落体运动的性质。自由落体运动是什么性质的运动呢？

学生猜想：匀加速直线运动……

顺势提题：大家都做出了自己的猜想。那么，我们该如何证明自己的猜想呢？

 学生回答：做实验的方法。

问题：如何做实验？请同学们两个同学为一组讨论一下，能否设计一个实验验证提出的猜想。

学生设计实验：

1.如果△s=aT2为一恒量，则物体做匀加速直线运动。

2.如果物体从静止下落在连续相等的时间里位移之比是1：3：5：7 ，则物体做匀加速直线运动。

3.利用s-t2图像是一条过原点倾斜的直线来判断小球做初速度为0的匀加速直线运动。

教师继续引导：无论哪一种方案，都需要留下做自由落体运动物体的运动轨迹， 如何留下物体的运动轨迹呢？

介绍自由落体仪

学生提出实验方案:

可能有：  （1）打点计时器、纸带

（2）频闪照相

（3）光电计时装置……

教师介绍频闪照片的拍摄：闪光灯每闪一次光，就给小球照一次像。闪光的时间间隔相同，因此，胶片上两个像的时间间隔相同。各个时刻的像是在同一张胶片上曝光的，经过冲洗、放大就能得到闪光照片，闪光照片上记录了小球做自由落体运动的信息，处理数据的方法跟处理纸带差不多。

教师引导：频闪照相这种方法在这节课实现不了，感兴趣的同学可在课外去研究。老师为大家提供的是打点计时器和纸带，还有光电计时装置，下面请同学们用实验验证自己的猜想。

大多数学生利用打点计时器进行实验，部分学生用自由落体仪进行实验。

教师给学生提供一个展示的平台，让学生通过数据总结结论。

学生总结1：实验数据表明：S2 – S 1= S3 - S2 = S4 - S3  …（即相邻的相等时间间隔的位移差近似相等）表明小球做匀加速直线运动。

s1=?　s2=?　s3=?　s4=?  S5=?　S6=?

s2-s1=?　s３-s２=?　s４-s３=?  …

学生总结2：通过自由落体运动的s-t2图像是一条过原点倾斜的直线，表明小球做初速度为0的匀加速直线运动。

学生总结3：通过v-t图形说明自由落体运动是匀加速直线运动。

教师叙述：既然自由落体运动是匀加速直线运动，那么其加速度就应该为一个定值，这个加速度是多少呢？我们来看一看大家计算出来的数值。

学生汇报数值：…

（几乎相等）

教师总结：我们把这个加速度叫重力加速度，通常用g表示。它的方向总是（竖直向下），其大小大家算出来在10m/s2左右，科学家通过精密的仪器测出我们大连的重力加速度是9.801 m/s2，我们的实验存在误差，有什么样的误差呢？同学们可在课下分析。请同学们翻开书37页，观看表格中的内容，你们能获得什么信息呢？

学生观看表格：

总结：在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。

教师说明：国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值，g=9.80665 m/s2。通常的计算中，可以把g取作9.8 m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作10 m/s2。

   学生了解重力加速度标准值的由来。

教师引导：既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其重力加速度用g表示，同学们能否写出自由落体运动的特有的规律表达式呢？

学生上黑板写：学生自己写出自由落体公式规律

呼应开头：请同学们思考一下我们的能测量反应时间的尺子是怎么制作成的？

学生思考并回答

教师：请同学们总结一下自己今天所学到的知识。

说明：“在地面附近”在下一章会学到

顺口溜：物体从空自由下，轻重没有快慢差；你我一个加速度，共同享受9.8。方法方面有收获吗？

1.知识方面：自由落体运动的定义；自由落体运动的性质；重力加速度；自由落体运动的规律。

2.方法方面：… …

3.德育方面：… …

继续研究，将课堂教学延伸到课外

在设计本节课的设计中，组里老师向我提了一些问题，给了我许多建设性的意见，，对我的启发、帮助很大。思来想去，要把“自由落体运动”这节课上出“彩”是一件不容的事，因为有些条件我们还不具备，故我要在调动学生积极性方面下功夫，要以学生的思维主宰课堂，而不是以自己的思维主宰课堂，学生应该是主体，我想这才是上一节好课的亮点。所以我设想在讲授知识时，要以学生的思维为主线，通过学生自身的探究、思考，发现并最终解决问题，同时，引导学生在学习的同时掌握自己独立解决问题的方法。

    参考资料：

全日制普通高级中学教科书《物理》第一册，人民教育出版社物理室编著  主编：任志鸿

2.“志鸿优化”优秀教案  高一（上）        任鸿志

3.《名师授课录》            高中物理      王运淼

4. 网站：http://resource.ahedu.cn/statics/jspx/gzpd/default.htm  中央电教馆

5　自由落体运动

5　自由落体运动

游戏引入： 首先拿出新的100元钱，如果谁能按老师的要求抓住下落的钱，老师就把钱给他。谁愿意上来一试？

让抓钱的学生谈感受和为什么没有抓住钱

请一位同学上讲台表演抓钱，要求：只能用拇指和食指抓住钱，并且，只有老师的手完全放开，才能抓钱，不能提前反应。

学生：钱下落的太快，来不及反应。

钱下落的快慢以及它下落的特点，学习研究揭穿骗子的骗局。生活中，露珠下落、苹果下落、蹦极、小球下落都是常见的落体现象，你们仔细观察过落体运动吗？

观看大屏幕，思考生活中的落体运动。

演示实验：让两个相同面积的纸板和白纸从同一高度静止下落。

实验现象：纸板先落地

结论：重的物体比轻的物体下落得快

讲述：伟大的哲学家亚里士多德就曾通过观察生活中的现象得出了这个结论。     

反问：大家认为亚里士多德的观点正确吗？

学生实验：

1.让纸板和白纸从同一高的由静止释放。

2.把白纸揉成团与纸板从同一高度静止释放。

3.把两张同样大小的纸其中一张纸揉成团从同一高度落下。

学生总结：由于空气阻力的影响，物体下落得有快有慢。

教师顺势引导：那么在没有空气阻力的空间里，物体下落的情形又是怎样呢？

学生猜想：在没有空气阻力的空间里，物体下落的一样快。

教师介绍仪器并演示：金属片和羽毛在没有空气的管中的下落，两者几乎同时落下。

对比实验：金属片和羽毛在有空气的管中的下落，金属片先落地。

学生观察实验并总结：

在没有空气阻力的情况下，物体从同一高度静止下落的快慢相同。

讲述：我们很容易就的到了正确的结论，可历史上对落体运动的探究却经历了漫长的过程，由于当时人们的认识和科技水平较低，直到经过了20个世纪伽利略通过抽象思维加科学实验的方法才否定了亚里士多德的观点。
传说伽利略在比萨斜塔做过落体实验：在塔顶，他同时释放轻重不同的两个铅球，最后两个铅球同时落地。这个实验有力地反驳了亚里士多德的观点，得出了：在忽略空气阻力的情况下，物体从同一高度静止下落的快慢相同。

学生感受历史发展的过程

讲述：那么我们把这种物体只受重力由静止下落的运动叫自由落体运动。

强调对“自由”两个字的理解。

学生回答：“自由”两个字的含义：物体只受重力、初速度为零。
教师提出问题：生活中存在这种的运动吗？

在有空气阻力的空间里，若空气阻相对其重力很小，我们就要抓住物体下落这个主要因素，忽略空气阻力这个次要因素，把物体的下落近似看成自由落体运动。在科学研究中，懂得忽略什么有时与懂得重视什么同等重要。

学生思考后回答：不存在

体会科学研究的方法。

提出问题：重锤自由下落是不是自由落体运动？

演示实验：重锤的下落。

学生回答：重锤的下落所受空气阻力相对物体的重力而言较小，可以忽略，所以它的下落是自由落体运动。

教师顺势引导：那么我们就可以用重锤来研究自由落体运动的性质。自由落体运动是什么性质的运动呢？

学生猜想：匀加速直线运动……

顺势提题：大家都做出了自己的猜想。那么，我们该如何证明自己的猜想呢？

 学生回答：做实验的方法。

问题：如何做实验？请同学们两个同学为一组讨论一下，能否设计一个实验验证提出的猜想。

学生设计实验：

1.如果△s=aT2为一恒量，则物体做匀加速直线运动。

2.如果物体从静止下落在连续相等的时间里位移之比是1：3：5：7 ，则物体做匀加速直线运动。

3.利用s-t2图像是一条过原点倾斜的直线来判断小球做初速度为0的匀加速直线运动。

教师继续引导：无论哪一种方案，都需要留下做自由落体运动物体的运动轨迹， 如何留下物体的运动轨迹呢？

介绍自由落体仪

学生提出实验方案:

可能有：  （1）打点计时器、纸带

（2）频闪照相

（3）光电计时装置……

教师介绍频闪照片的拍摄：闪光灯每闪一次光，就给小球照一次像。闪光的时间间隔相同，因此，胶片上两个像的时间间隔相同。各个时刻的像是在同一张胶片上曝光的，经过冲洗、放大就能得到闪光照片，闪光照片上记录了小球做自由落体运动的信息，处理数据的方法跟处理纸带差不多。

教师引导：频闪照相这种方法在这节课实现不了，感兴趣的同学可在课外去研究。老师为大家提供的是打点计时器和纸带，还有光电计时装置，下面请同学们用实验验证自己的猜想。

大多数学生利用打点计时器进行实验，部分学生用自由落体仪进行实验。

教师给学生提供一个展示的平台，让学生通过数据总结结论。

学生总结1：实验数据表明：S2 – S 1= S3 - S2 = S4 - S3  …（即相邻的相等时间间隔的位移差近似相等）表明小球做匀加速直线运动。

s1=?　s2=?　s3=?　s4=?  S5=?　S6=?

s2-s1=?　s３-s２=?　s４-s３=?  …

学生总结2：通过自由落体运动的s-t2图像是一条过原点倾斜的直线，表明小球做初速度为0的匀加速直线运动。

学生总结3：通过v-t图形说明自由落体运动是匀加速直线运动。

教师叙述：既然自由落体运动是匀加速直线运动，那么其加速度就应该为一个定值，这个加速度是多少呢？我们来看一看大家计算出来的数值。

学生汇报数值：…

（几乎相等）

教师总结：我们把这个加速度叫重力加速度，通常用g表示。它的方向总是（竖直向下），其大小大家算出来在10m/s2左右，科学家通过精密的仪器测出我们大连的重力加速度是9.801 m/s2，我们的实验存在误差，有什么样的误差呢？同学们可在课下分析。请同学们翻开书37页，观看表格中的内容，你们能获得什么信息呢？

学生观看表格：

总结：在地球上不同的地方g的大小是不同的，从赤道到北极，随着纬度的升高而增大。

教师说明：国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值，g=9.80665 m/s2。通常的计算中，可以把g取作9.8 m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作10 m/s2。

   学生了解重力加速度标准值的由来。

教师引导：既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其重力加速度用g表示，同学们能否写出自由落体运动的特有的规律表达式呢？

学生上黑板写：学生自己写出自由落体公式规律

呼应开头：请同学们思考一下我们的能测量反应时间的尺子是怎么制作成的？

学生思考并回答

教师：请同学们总结一下自己今天所学到的知识。

说明：“在地面附近”在下一章会学到

顺口溜：物体从空自由下，轻重没有快慢差；你我一个加速度，共同享受9.8。方法方面有收获吗？

1.知识方面：自由落体运动的定义；自由落体运动的性质；重力加速度；自由落体运动的规律。

2.方法方面：… …

3.德育方面：… …

继续研究，将课堂教学延伸到课外

在设计本节课的设计中，组里老师向我提了一些问题，给了我许多建设性的意见，，对我的启发、帮助很大。思来想去，要把“自由落体运动”这节课上出“彩”是一件不容的事，因为有些条件我们还不具备，故我要在调动学生积极性方面下功夫，要以学生的思维主宰课堂，而不是以自己的思维主宰课堂，学生应该是主体，我想这才是上一节好课的亮点。所以我设想在讲授知识时，要以学生的思维为主线，通过学生自身的探究、思考，发现并最终解决问题，同时，引导学生在学习的同时掌握自己独立解决问题的方法。

    参考资料：

全日制普通高级中学教科书《物理》第一册，人民教育出版社物理室编著  主编：任志鸿

2.“志鸿优化”优秀教案  高一（上）        任鸿志

3.《名师授课录》            高中物理      王运淼

4. 网站：http://resource.ahedu.cn/statics/jspx/gzpd/default.htm  中央电教馆