2.4 自由落体运动 教学设计 -2023-2024学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

《自由落体运动》教学设计 【课题】自由落体运动 【教材】人教版物理必修一第二章第四节 【教学时间】40分钟 【教学对象】高中一年级学生 【教学内容分析】 1.教材的地位和作用 自由落体运动时必修一第二章第四节的内容，本节内容是在学生学习了运动学的根本概念、匀变速直线运动等知识后编排的，对自由落体运动的探究过程可以回顾与应用前面已学习的知识，也为后面学习平抛运动做铺垫，同时也加强了课本与实际生活的联系。此外，自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形，在日常生活中比较常见，具有重要的研究价值。 历史上曾经有很多科学家研究过落体运动，亚里士多德、伽利略等对落体运动的研究，对物理学的开展起到了非常重要的推动作用。伽利略研究自由落体运动时的推理和实验相结合的研究方法在物理学研究中具有重要作用，为物理学的研究奠定了基础。通过本节内容可了解体会伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，为之后的物理研究奠定基础。 本节课是本章知识的复习课、后面课程的知识准备的垫底课、联系生活的应用课，也是培养学生思维的研究课，所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。 2.教材内容安排 课程标准对本节的要求是：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。查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。根据课标的要求，教材内容如下： 对于物理学史部分，教材先通过两个生活实例引出落体运动，接着给出了历史上关于落体运动的争论，在旁注介绍伽利略推理与实验相结合的方法及其重要性，同时在“科学漫步”栏目介绍伽利略对自由落体运动的研究，介绍关于自由落体运动的重要史实，使学生认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。 对于自由落体运动规律部分，通过牛顿管实验引出空气阻力的影响，进而定义自由落体运动。给出定义后，利用打点计时器探究自由落体运动规律，根据实验结果定义重力加速度，最后总结、应用自由落体运动规律。此外，教材中还设置了选做实验：用手机测自由落体加速度，对学生而言更具趣味性和探索性。 教材对本节的内容安排体现了两大特点：第一，引导学生了解亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究，培养学生科学思维能力；第二，注重实验教学，通过实验让学生自己探究认识自由落体运动的特点。 3.对教材的处理 根据对教材的分析，对教材做了如下的处理： (1) 适当调整教学顺序 教材在完成打点计时器探究自由落体运动规律的实验后，定义重力加速度，最后总结、应用自由落体运动规律，将伽利略对自由落体运动规律的研究放到了“科学漫步”选学部分，在实际教学过程中学生不能真正体会到伽利略用斜面实验验证推理的过程。 为了让学生更好地了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，将其融入到教学中，对该部分做了如下调整：在打点计时器的实验之前，介绍伽利略所处时代技术的局限：无法测定瞬时速度及落体运动时间等，激发学生求知欲，再讲授具体实验方案及研究过程，引导学生正确看待伽利略和亚里士多德的贡献。随后，让学生讨论如何利用现代技术设计验证实验，再演示打点计时器并让学生处理数据、分析结果，最后定义重力加速度，总结、应用自由落体运动规律。 (2) 增加引导学生评价科学家的环节 教材中仅简单介绍了亚里士多德的观点，既没有对观点的适用范围和前提等进行说明，也没有说明亚里士多德所处的时代背景，这不利于学生正确看待亚里士多德的贡献。为了让学生正确评价科学史上的每一位巨人，对科学的发展的形成正确认识，在介绍伽利略的斜面实验和研究方法的重要性后，引导学生正确评价伽利略和亚里士多德的贡献。 【学生情况分析】 1.学生的知识基础 通过前面知识的学习，学生已经了解了匀变速直线运动的规律，基本掌握了研究匀变速直线运动问题的方法，为进行自由落体运动规律的实验探究打下比较坚实的基础。 通过四年级语文课文《两个铁球同时着地》的学习，学生已经知道同样高度落下的两个铁球同时落地的现象，但是对于原因并不了解。 2.学生的心理特点 高一年级的学生具有很强的好奇心，对学习与生活相关的内容有较浓厚的学习兴趣，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强。 3.学生的认知困难 落体运动在生活中比较常见，学生对落体运动是熟悉的，但容易根据生活经验形成错误的前概念，即“物体下落快慢与物体的重量有关”、“物体越重下落越快”。因此，在教学过程中要以学生的前概念为切入点，通过实验观察、多媒体辅助教学和问题的引导，让学生逐步认识“重的物体不一定比轻的物体下落得快”及自由落体运动具有的特点。 由于语言的误导，学生容易认为只要从某一高度静止下落的物体做的就是自由落体运动。因此，在教学过程中要注重自由落体运动理想模型的构建，强调在实际生活中，仅当空气阻力远小于重力，空气阻力的影响可以忽略不计时物体做的