廣東深圳實驗學(xué)校 吳立剛

【課標要求】

1.通過史實，初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。

2.經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。

【教材分析】

本課選自粵教版普通高中課程標準實驗教科書《物理（必修 1）》第二章《探究勻變速直線運動規(guī)律》第一節(jié)《探究自由落體運動》。落體運動是一種常見的運動，伽利略對自由落體運動的研究意義重大。

【學(xué)情分析】

在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了直線運動的相關(guān)概念，通過調(diào)整教學(xué)進度，從第一章《運動的描述》的第六節(jié)《用圖像描述直線運動》直接過渡到第二章，學(xué)生學(xué)習(xí)了勻變速直線運動規(guī)律且應(yīng)用練習(xí)了一段時間，已經(jīng)學(xué)會使用打點計時器研究勻變速直線運動，同時對物理中的理想模型和研究思維有了一定的了解。因此，本節(jié)除了按照伽利略對自由落體運動的研究過程和科學(xué)思維過程，使學(xué)生認識自由落體運動，還可以通過實驗引出自由落體運動的本質(zhì)及歸納出規(guī)律。本節(jié)課后，通過復(fù)習(xí)鞏固使學(xué)生進入習(xí)題應(yīng)用階段。

【教學(xué)目標】

1.知識與技能（1）認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動。

（2）能用打點計時器得到相關(guān)的運動軌跡，并能自主分析紙帶上記錄的位移與時間等運動信息。

（3）初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。

2.過程與方法

通過對落體運動的實驗探究，初步學(xué)習(xí)使用變量控制法。

3.情感態(tài)度價值觀

（1）通過實驗探究落體運動的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強求知的欲望。

（2）調(diào)動學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。

（3）滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型──自由落體。

（4）培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。

（5）培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)作風(fēng)。

【重點難點】

1.對自由落體運動概念的認識和理解。

2.培養(yǎng)“觀念→思考→推理→猜想→驗證→歸納”的良好思維習(xí)慣。

【設(shè)計思想】

為了全面完成各項教學(xué)目標，本節(jié)教學(xué)設(shè)計以實驗探索為主線，充分展現(xiàn)隱含在本節(jié)內(nèi)

容中的科學(xué)探究方法和科學(xué)思維方式。首先，接著從生活經(jīng)驗和亞里士多德的觀點出發(fā)，介

紹落體運動和伽利略的邏輯推理，使亞里士多德的理論陷入自相矛盾的境地，引起學(xué)生探究的興趣。在此基礎(chǔ)上進行硬幣和紙片、兩張紙片的演示實驗，通過對實驗結(jié)果的分析和討論得出初步結(jié)論，驗證伽利略的大膽推斷和提出是什么因素影響物體下落得速度；再進一步通過演示“牛頓管”實驗進一步驗證設(shè)想。最后再由學(xué)生自主進行實驗探究，利用打點計時器，記錄自由落體運動的信息，引導(dǎo)得出自由落體運動的性質(zhì)和規(guī)律，同時簡單介紹頻閃照相和傳感器等探究方法；最后通過“測反應(yīng)時間”的實驗游戲體驗自由落體運動及其規(guī)律，從而鞏固學(xué)習(xí)效果。

【教學(xué)方法】

教師演示、引導(dǎo)，學(xué)生實驗探究，討論、交流，多媒體輔助。

【教學(xué)過程】

一、引入新課

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)勻變速直線運動的規(guī)律，下面我們一起來研究我們常見的運動──落體運動。簡單復(fù)習(xí)勻變速直線運動規(guī)律：vt=v0+at，△s= aT2

設(shè)計說明：復(fù)習(xí)勻變速直線運動規(guī)律的目的是為得出自由落體運動規(guī)律做好鋪墊。

二、進行新課

1.生活中的落體運動

教師提問引導(dǎo)：你知道哪些生活中的物體下落運動？

提問：根據(jù)生活經(jīng)驗，是重的物體下落的快還是輕的物體掉落得快？

進一步提問引導(dǎo)：是什么決定物體下落的速度？這個問題很早就有人開始探究了，讓我們一起了解一下。

設(shè)計說明：觀察生活中落體運動，得出和亞里士多德相同的觀察結(jié)果，以便可以在后面的推理和實驗中對學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象。

2.探究落體運動介紹亞里士多德和他對落體運動的認識，強調(diào)他是通過觀察得出的結(jié)論；

介紹伽利略關(guān)于落體運動的邏輯推理，引出亞氏說法中的矛盾；介紹伽利略對落體運動的大膽推斷；

演示實驗 1：老師操作：硬幣和一張和硬幣等面積展開的紙片同時從同一高度下落學(xué)生觀察：硬幣下落得快老師引導(dǎo)：這就是亞氏的觀察結(jié)論

老師操作：硬幣和一張和硬幣等面積揉成團的紙片同時從同一高度下落學(xué)生觀察：硬幣和紙團幾乎同時落地老師引導(dǎo)：亞氏的說法不正確一起總結(jié)：伽利略的推斷得到了驗證

演示實驗 2：老師提問：既然物體下落的速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，那么如何解釋生活中的現(xiàn)象呢？為什么果實下落得要比樹葉快？

老師操作：兩張一樣的紙片展開同時由同一高度下落學(xué)生觀察：兩張紙片幾乎下落得一樣快老師操作：將其中一張紙片豎起來，再重復(fù)實驗學(xué)生觀察：豎起來的紙片下落的快

老師操作：將其中一張紙片揉成團再重復(fù)實驗學(xué)生觀察：揉成團的紙片下落得快

一起總結(jié)：空氣阻力可能是影響物體下落快慢的原因演示實驗 3：老師操作：將課前已經(jīng)抽好氣（學(xué)生不知道）的牛頓管展示給學(xué)生，看清管

內(nèi)的羽毛和鐵片老師提問：將牛頓管在豎直方向翻轉(zhuǎn)過來，相當(dāng)于鐵片和羽毛同時從管的一

端由靜止開始下落，你認為誰下落得快？學(xué)生回答：鐵片下落的快老師操作：翻轉(zhuǎn)牛頓管

學(xué)生觀察：鐵片和羽毛下落得幾乎一樣快

老師引導(dǎo)：解釋管內(nèi)空氣已經(jīng)被抽去，排除了空氣阻力的干擾

老師操作：將牛頓管的閥門打開（請同學(xué)注意聽），重復(fù)實驗

學(xué)生觀察：羽毛下落得要比鐵片慢

3.自由落體運動概念：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。

注意：當(dāng)空氣阻力和物體重力相比較小時可以忽略不計，將物體的下落運動看成是自由

落體運動。

提問：如何研究自由落體運動，并確定其運動性質(zhì)？

引導(dǎo)：研究勻變速直線運動的方法？根據(jù)我們的觀察，我們期待自由落體運動是一個什么樣的運動？需要測什么物理量？學(xué)生：使用打點計時器，在紙帶上位移等。

4.自由落體運動的規(guī)律

教師引導(dǎo)：根據(jù)自由落體運動的性質(zhì)，可以得出運動規(guī)律：

注意：初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律的公式和推導(dǎo)均適用于自由落體運動。

三、小結(jié)

通過了解生活中的落體運動，引出亞里士多德對落體運動的錯誤說法。