2.4 自由落体运动 教学设计 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦自由落体运动，涵盖定义、条件、匀加速直线运动性质及重力加速度，公式应用等核心要点。导入通过亚里士多德“重快轻慢”观点设问，结合纸片与橡皮下落实验对比引发思考，衔接匀变速直线运动，为牛顿第二定律铺垫，搭建旧知到新知的学习支架。 特色在于融合科学思维与科学探究，通过玻璃管实验观察真空与有空气时下落差异，引导学生建立运动与相互作用观念，设计打点计时器实验分析纸带证明运动性质培养探究能力，质疑亚里士多德观点渗透科学思维。采用实验探究法为主，结合讨论与讲授，助力学生提升实验设计与误差分析能力，为教师提供清晰的难点突破策略与素养培养路径。

《自由落体运动》教学设计 清苑一中 卢荣霞 自由落体运动”是高中物理运动学模块的核心内容，是匀变速直线运动规律的重要应用与延伸，也是连接运动学与后续动力学（牛顿运动定律）的关键桥梁。 1. 知识衔接：承接“匀变速直线运动”的速度、位移公式，通过自由落体运动的实际案例，让抽象规律具象化；同时为后续学习“牛顿第二定律”中重力加速度的成因奠定实验与认知基础。 2. 能力培养：是培养“科学探究能力”的典型载体，教材中伽利略的逻辑推理（归谬法）和理想实验思想，是物理学科核心素养中“科学思维”与“科学探究”的重要教学素材。 一、教学目标 1. 知识与技能：学生能准确说出自由落体运动的定义和两个核心条件，理解其是初速度为零的匀加速直线运动；能记住重力加速度g的标准值及“纬度越高，g越大”的规律，会用自由落体运动公式进行简单计算。 2. 过程与方法：通过观察玻璃管实验、设计加速度测量实验，提升观察和实验设计能力；在分析纸片与橡皮下落差异的过程中，学会用科学原理解释生活现象。 3. 核心素养：通过对比亚里士多德观点与实验结论，培养质疑精神；感受物理知识在实际问题（如测井口距离）中的应用，激发对物理学科的兴趣。 二、教学重难点 1. 重点：自由落体运动的定义、条件及运动性质；重力加速度g的特点；自由落体运动公式的应用。 2. 难点：设计实验证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；分析“测井口距离时声音传播时间对结果的影响”。 三、教学方法 实验探究法、讨论法、讲授法相结合，通过直观实验和问题引导，让学生主动参与知识构建。 四、教学过程 （一）导入新课（5分钟） 1. 展示亚里士多德的图片，提问：“古希腊学者亚里士多德认为‘重的物体下落快，轻的物体下落慢’，这个观点对吗？” 2. 演示“纸片与橡皮同时下落”实验：先让展开的纸片和橡皮同时释放，观察到橡皮下落快；再将纸片捏成紧小的纸团，与橡皮同时释放，观察到两者下落速度接近。引发学生思考：“为什么两次实验结果不同？”，从而引入“自由落体运动”主题。 （二）新课讲授（25分钟） 1. 自由落体运动的定义与条件 展示“玻璃管内羽毛、铁片下落”实验图（甲有空气，乙真空），引导学生观察：甲中铁片下落快，乙中两者同时下落。 结合实验现象，给出自由落体运动的定义：物体只在重力作用下从静止开始的下落运动。 拆解两个核心条件：一是“只受重力”，二是“从静止开始（初速度为零）”，强调实际生活中若空气阻力远小于重力，可近似看作自由落体运动（如小石块下落）。 2. 自由落体运动的性质 提出问题：“自由落体运动是什么样的运动？猜想它是我们学过的哪种运动？”，引导学生结合“加速度是否变化”猜想其为匀加速直线运动。 组织学生讨论：“如何证明它是初速度为零的匀加速直线运动？结合学过的测加速度方法，设计实验方案。” 提示可利用打点计时器，通过分析纸带数据（如连续相等时间内的位移差是否恒定）判断运动性质。 总结实验结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 3. 重力加速度g 展示不同地点重力加速度数据表，引导学生观察并总结规律：同一地方g相同，地球不同地方g不同，且纬度越高，g越大（如北极g=9.832m/s²，赤道g=9.780m/s²）。 明确g的方向竖直向下。 4.  自由落体运动的公式 5. 结合“初速度为零的匀加速直线运动”的通用公式，推导自由落体运动的速度公式（v=gt）和位移公式（h=½gt²），强调公式中各物理量的含义（v为末速度，h为下落位移，t为运动时间）。 （三）巩固练习（10分钟） 1. 基础题：让一个小石块从井口自由落下，经过2.5s后听到石块击水的声音，忽略声音传播时间，估算井口到水面的距离（g取10m/s²）。请学生上台板演，教师点评解题步骤。 2. 提升题：在上述题目中，考虑声音在空气中传播需要一定的时间（约0.2s），估算结果偏大还是偏小？引导学生分析：未考虑声音传播时间时，将“听到声音的总时间”当作“石块下落时间”，导致计算的下落时间偏大，根据h=½gt²，估算的距离偏大。 （四）课堂小结（3分钟） 1. 带领学生回顾本节课核心知识点：自由落体运动的定义、条件、运动性质，重力加速度g的特点，以及相关公式。 2. 强调“实验是检验物理规律的重要方法”，鼓励学生课后用身边器材（如打点计时器、小球）进一步验证自由落体运动的性质。 （五）布置作业（2分钟） 1. 完成教材中关于自由落体运动的练习题（1-3题），巩固公式应用。 2. 设计一个简单实验，比较不同质量的小球（如乒乓球、铁球）在下落过程中的速度变化，记录实验现象并撰写实验报告。 五、教学反思 课后需关注学生对“实验设计思路”和“声音传播时间影响估算结果”的理解情况，若多数学生存在困惑，下节课可通过补充实验演示或小组讨论的形式进一步突破难点。同时，观察学生在作业中公式应用的正确率，及时调整后续教学节奏。 学科网（北京）股份有限公司 $