2.4 自由落体运动 教学设计-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

基于物理核心素养的教学设计 ——§2.4自由落体运动 一、教学分析 （一）课标分析： 《普通高中物理课程标准（2017版）》从“物理观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任”四个维度界定物理核心素养，为高中物理深度教学的探索与发展确立了新方向。本节课要求通过实验认识自由落体运动规律，结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用，引导学生认识实验探究与科学思维的结合，对物理学发展的重要作用。 （二）内容分析： 自由落体运动是生活中常见的运动模型之一，人类研究自由落体运动的过程是有故事的一段历史，是历来在物理核心素养中“科学态度与责任”教学的重头戏。这块的教学我主要结合物理学史，从实验入手，让学生自主探究自由落体运动的规律。在学生对运动规律有了基本理解的基础上，再引导学生运用规律解决现实生活中的问题，同时也是学生利用图像寻找物理量之间的关系，对各物理量之间的本质关系的再一次深入理解。 本节通过逻辑推理，实验演示与实验探究，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的规律有了更具体和深入的认识。同时加强学生质疑精神，科学推理和科学论证能力的培养。本节课的重点在于通过实验探究自由落体运动规律的过程。难点在于不同物体自由下落的加速度相同。 （三）学情分析： 对于自由落体运动的研究是本节的第一个难点，因为它与学生常见的生活中的落体运动并不完全相同，教学中要转变学生的已有认识，并且帮助学生利用所学的匀变速直线运动知识研究自由落体运动。 二、教学目标 1. 物理观念与应用：了解亚里士多德和伽利略关于力和运动的主要观点，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，认识伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。 2. 科学思维与创新：通过实验探究自由落体运动，体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑，分析，判断的科学研究方法。经历抽象概括和推理的过程，知道物体做自由落体运动的条件。 3. 科学探究与交流：通过实验探究自由落体运动的规律，调动学生积极参与讨论，了解重力加速度的概念。掌握其大小方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 4. 科学态度与责任：通过指导学生探究，培养学生学习物理的浓厚兴趣，渗透物理方法的教育，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，培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。 三、教学策略 （一）策略与方法： 观察实验，推理探究，规律总结。讲授法、启发式教学等教学方法。 （二）教学流程图 四、教学活动 （一）教学任务： 任务1：自由落体运动概念的学习。 任务2：探究自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 任务3：自由落体加速度的学习。 任务4：学习自由落体的运动规律。 （二）教学过程： 环节 情境与问题 教与学活动 设计意图 学生发展 新课引入 站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，哪个物体下落的快？ 激励学生猜想： 猜想1：重的物体下落的快? 猜想2：轻的物体下落的快? 猜想3：轻重物体下落一样快? 物体下落快慢是不是取决于物体的质量大小？ 从实际情境引入，提出研究问题。 加强学生质疑精神，科学推理和科学论证能力的培养。 新课教学 轻重不同的物体下落快慢的研究 小实验：观察硬币和纸片的下落快慢。 视频播放（比萨斜塔实验） “牛顿管”实验 亚里斯多德：根据观察，得出“重的物体下落得快”的结论。 伽利略：通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落的同样快的结论。 “归谬法” 视频播放（比萨斜塔实验）：轻重不同的物体下落快慢的研究 “牛顿管”实验：引导学生观察抽去空气的玻璃管中金属片和羽毛同时从静止下落时的快慢是否相同。 教师讲述年美国宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面的故事。 通过实验和逻辑推理引导学生明白，若没有空气阻力，所以物体下落的一样快。 引导学生利用科学实验和科学推理相结合的方法，探究和认识物理现象及规律。 引入自由落体运动的概念 在上面几个实验事实的基础上，教师告诉学生什么叫自由落体运动。然后再指导学生分析做自由落体运动的必备条件：只受重力、初速度为零。 1．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。2．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 视频播放：实验:用打点计时器研究自由落体运动。 视频播放：利用频闪摄影研究自由落体运动。 利用所学知识研究处理频闪照片，得到自由落体运动的运动性质和重力加速度。Δx=aT2 方法一： 方法二： 由中间时刻瞬时速度等于一段时间内的平均速度，求出图像