2.4 自由落体运动 教学设计 -2026-2027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”核心知识，通过高层物体下落情境及纸团与纸片等对比实验导入，引导学生探究影响下落快慢的因素，在匀变速直线运动基础上构建其作为特例的知识支架。 以实验探究为特色，通过打点计时器测加速度、牛顿管实验等培养科学探究能力，结合伽利略研究方法渗透科学思维，作业中“反应时间测量尺”设计体现物理观念应用。助力学生提升实验操作与推理能力，为教师提供结构化教学活动与评价支持。

2.4 自由落体运动 教学设计 课型 新授课 目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》与本节课相关要求：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。 例：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。 课标分解 学生学会什么 1.理解自由落体运动的概念，知道自由落体运动的特点。 2.知道自由落体运动的影响因素。 3.知道自由落体运动的加速度。 学生怎么学 1.通过实验的过程，理解自由落体的概念。 2.通过实例分析探究自由落体的特点。 3.通过实验计算自由落体的加速度。 学生学到什么程度 1.知道自由落体的概念，能够理解自由落体的特点。 2.会根据匀变速直线运动的基本公式分析出自由落体运动的基本公式。 教材分析 “自由落体运动”选自高一 《物理》 第二章“直线运动”的第四节，在学生认识了匀变速直线运动，掌握了匀变速直线运动的规律之后，课本把该节内容放在本章的最后一节，把自由落体运动作为初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动的特例来处理，没有另外给出自由落体运动的公式，这样有利于学生形成知识的构造。本节教学的重点和关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度g，学生由于受日常经历的影响，对重的物体落得快，轻的物体落得慢印象很深，所以做好演示实验非常重要，除了牛顿管的实验之外，还可以做一些小实验，使学生明白，日常见到的现象是因为受到空气阻力的影响的缘故，对“假如物体只受到重力，不同物体的加速度一样”有深化的印象。 学情分析 自由落体运动，学生有一定感性和模糊的体会，但理解自由落体运动概念，对学生而言有一定的困难。我觉得主要来自两方面，首先是物理语言的误导，使学生认为只要从某一高度随意下落的物体做的就是自由落体运动；其次是生活中的落体运动与自由落体运动的区别－－现实与理想的差异。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣，养成动手与合作能力，生成学生透过现象看本质的物理意识。学生有匀变速直线远动规律、打点计时器及纸带分析的学习基础，完全可以通过自主体验与自主学习来完成本节课的内容。学生可能将自由落体运动与匀速直线运动知识割裂，教学中要注意引导学生，将新知识纳入旧知识结构，让学生体会到自由落体运动只是特殊匀变速直线运动而已。 学习目标 1.了解亚里士多德关于力与运动的主要观点。(物理观念) 2.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。（科学思维）（科学态度与责任） 3.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、分析和判断的科学研究方法。（科学思维） 4.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。（科学探究） 5.通过实验，探究自由落体运动的规律，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。（科学探究） 学习重难点 重点：物体自由下落的快慢和所受重力无关及自由落体运动的特点和规律。 难点：自由落体运动的加速度。 教学辅助支持 希沃白板 学习评价设计 针对环节一学生活动实验探究，设置评价1；环节二设置评价2。 教学活动设计 教师活动 学生活动 学习评价 环节一：自由落体运动 【创设情境，导入新课】 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，你认为哪个物体下落得快？ 结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？ 合作探究一：自由落体运动 问题设计1：在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？ 问题设计2: 轻重不同的物体，下落的快慢是否相同呢？请设计实验验证你的猜想。 问题设计3：轻重相同的两张纸，下落的快慢是否相同呢？（把其中一只手的纸团揉成一团） 问题设计4：影响物体下落快慢的因素是什么呢？ 定义：物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫作自由落体运动。 实验：自由落体运动有什么规律？固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。改变重物的质量，重复上面的实验总结自由落体运动的特点。 分析并回答以下问题。 纸团下落得快。 轻重不同的物体，下落的快慢是不同。 轻重相同的两张纸，下落的快慢是不同。 影响物体下落运动快慢因素跟空气阻力有关。 轻重不同的物体，没有空气阻力（只受重力）时，轻重不同的物体下落的快慢相同。 特点（条件）：(1)从静止开始下落(v0=0)； (2)只受重力作用。(当空气阻力跟重力比很小，可忽略不计，物体下落也可看作自由落体运动） 设计意图说明：通过比较轻重不同的物体，轻重相同物体下落的快慢，理解自由落体运动的影响因素。再从特点总结自由落体运动的定义。 环节二：自由落体加速度 定义：物体只在重力作用下产生的加速度。这个加速度叫自由落体加速度也叫重力加速度用g 表示。在通常的计算中，g=9.8 m/s2或g=10 m/s2。 重力加速度方向总是竖直向下。在同一地点，一切物体的自由落体加速度都相同。 问题设计1：自由落体运动规律，根据匀变速直线运动公式写出自由落体运动基本公式。 例：高空坠物常会造成极大的危害。某高楼住户，有一花盆从距地面20m处自由落下。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，花盆经过多长时间落到地面？到达地面时的速度有多大？ 匀变速直线运动基本公式 速度公式： 位移公式： 速度位移关系： 自由落体运动基本公式 速度公式： 位移公式： 速度位移关系 设计意图说明：根据匀变速直线运动公式分析自由落体运动基本公式。 板书设计 1. 自由落体运动 1. 定义： 2. 特点： 二、 自由落体运动加速度 1. 定义： 2. 公式： 3. 单位： 作业与拓展学习设计 1. 把一张纸片和一块橡皮同时释放下落，哪个落得快？再把纸片捏成一个很紧的小纸团，和橡皮同时释放，下落快慢有什么变化？怎样解释这个现象？（学习目标1.2.3.4） 2. 跳水运动员训练时从 5 m 跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功能，连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为 3.4 m 和 1.8 m。由此估算手机连拍时间间隔是多少？（学习目标4.5） 3. 为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过 2.5 s 后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需要一定的时间，估算结果偏大还是偏小？（学习目标4.5） 4.制作一把“人的反应时间测量尺”。 如图甲，A 同学用两个手指捏住直尺的顶端，B 同学用一只手在直尺 0 刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A 同学放开手指让直尺下落时，B 同学立刻捏住直尺。读出 B 同学捏住直尺的刻度，就是直尺下落的高度，根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间，就是 B 同学的反应时间。利用这种方法，你能不能把下面刻度尺的长度刻度，直接标注为时间刻度，使它变为“人的反应时间测量尺”？请尝试在下图乙的长度刻度旁标注时间刻度。（学习目标1.2.3.4） 第 2 页 共 103 页 学科网（北京）股份有限公司 $