自由落体运1
初三 散文 5094字 39人浏览 雷锋366

《自由落体运动》教学设计 山西省祁县中学 裴殿臣

一、教材分析

1.课标要求是:“通过实验认识自由落体运动现象”,要求学生能通过一些实验或具体的活动来了解和体验自由落体运动。理解自由落体运动产生的条件与实质。

2.本节教材是学生学完匀变速直线运动规律后,知识的迁移和应用部分,因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一:落体运动快慢的产生原因分析,要用到实验探究,突破原有认知,体会并应用忽略次要因素、抓住主要因素这一科学思维方法,这不仅有利于学生掌握分析物理问题的方法,也有助于培养学生的探究能力.其二,这是一个贴近日常生活的实际问题,能激发学生的学习兴趣和体会物理的生活化。

3.自由落体运动是日常生活中比较常见的物理现象,学生往往能感受到,但并没有注意到这一现象的特点,也不明确这就是自由落体运动现象。怎样才能让学生不是机械化地记住自由落体运动的现象,而是通过各种方式真正理解自由落体运动的条件与本质所在,才是本堂课学习重点和难点。

二、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。

学生有匀变速直线运动规律、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变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。

三、设计思想

为了体现新课程所倡导的教学理念,在教法上,采取以学生为主体,以问题为中心,以教师为引导,以小组的合作为主要方式,让学生进行简单的实验设计,亲身体验科学实验探究的过程。为了让学生更好地体验科学研究的方法和过程,发展自主学习能力,培养良好的思维品质,强化小组交流与合作意识,淡化机械式训练,摒弃灌输式教学;教师一定要把握好自己的角色,是适时适度地“引导”和“参与”,决不能搞型式化的探究。在以往的教学中,课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向,学生被动地接受,很难从多方面培养学生的综合素质。

从兴趣入手,精心设计学生活动──以趣味实验的新手段引入,充分调动学生学习热情和探究欲望,通过分组实验,感受物体下落快慢的原因;进而小组讨论、验证、交流自由落体运动的条件;感悟自由落体这一理想化模型的实质;成功解释生活中自由落体现象;强调学生思维和体验过程,让学生亲身经历科学探究,变过去教师要学生学,而为学生自己“我要学、我想学、从中我学到了什么”的主动建构知识的自主学习;通过交流、合作的互动过程,更进一步培养了学生团结、协作的精神。当然同时要发挥教师的课堂机智,适时地去引导,去启发,去控制,去答疑,去评价,这是符合新课标以学生发展为本的要求,成功实现新课程理念下师生关系的转换。

四、教学目标

1.知识与技能:

(1)认识自由落体运动现象;

(2)知道产生自由落体运动的条件;

(3)能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。

2.过程与方法:

(1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程,体验自由落体运动现象。

(2)经历实验和理论探究过程,体会科学探究的方法,领略运用匀变速直线运动规律解决实际问题的方法。

3.情感、态度与价值观:

(1)体会生活中的自由落体运动现象,生成“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。

(2)体验自主学习过程,养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。

五、重点 难点

重点:什么是自由落体运动及产生自由落体运动的条件、实质。

难点:(1)物体下落快慢影响因素的探究;

(2)自由落体运动的运动性质的分析。

六、教学策略与手段

“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识──得出结论”的学生自主探究教学模式。

七、课前准备──媒体的设计与准备

演示实验:多媒体设备一套,钩码,牛顿管,抽气机,天平,自制课件。学生每四人一组:刻度尺,铁架台,打点计时器,小石头,羽毛,纸带,铁片、书签若干(长10厘米左右),纸片若干张、钢球(大小各一个)、面积相等的金属片和纸片等。

八、教学过程

(一)新课引入:教师节的时候,大家有礼物送给老师,来而不往非礼也,今天老师也有礼物回赠给大家,是有我亲笔签名的精美书签。

(师生活动,请几个学生参与活动,谁能捏住书签就送给谁,由于书签比较短,少有学生能捏住。激发学生的好奇心和学习兴趣,课堂气氛活跃,)

教师:同学们一定想知道为什么有人捏不住书签?,它与我们今天所要认识和研究的一种运动──自由落体运动密切相关。同学们仔细观察过落体运动吗?我们来看,从同一高度释放小石头和羽毛,很显然石头比羽毛先落地(教师演示)。

提出问题:是否重的物体一定比轻的物体下落的快?(让学生分组实验探究)(板书)

(1)分组实验,发现问题。

教师将学生分组。学生分组实验──利用面积相等的金属片和纸片,设计小实验,动手做一做,并对看到的现象进行说明。(学生的实验方案可能有:将纸片团成纸团,纸团、金属片同时释放;将纸片团成纸团,纸团、纸片同时释放;金属片、纸片呈竖直同时释放;纸片放在金属片上,释放等等。)

组内讨论交流。小组代表说说,小组成员在实验中发现的现象,以及想知道的疑问。

教师对学生的实验方式和交流问题,做出适当的反馈与评价。(引导学生关注观察两物体落地的前后的次序,将其原因暂时搁置)

(2)师生合作研讨,得出自由落体运动概念。

学生的实验方法可能各种各样,为了将教学面向全体学生,让全体学生明确概念。教师演示,引导学生观察从同一高度同时下落的轻重物体下落的快慢,并归纳总结。

步骤①:先让金属片和一张等面积的薄纸片同时从同一高度下落。(观察结果:重的物体下落得快)

步骤②:把薄纸片揉成纸团再和金属片同时从同一高度下落。(让同学用耳朵听声音,结果:只有一个声音,说明轻重不同的物体同时落地。)

步骤③:把金属片和一张面积较大的薄纸片从同一高度下落到水平桌面。(观察结果:轻的物体下落得快)

师生结合实验探讨得出结论:物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的。生活中看到的物体下落有快慢是由于空气阻力的原因。

提出问题:那么在没有空气阻力时物体的下落是什么样的情况呢?

演示:把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来,让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。

学生:同时落下。

老师:这就是自由落体运动。教师再把牛顿管放气,重复实验,构成强烈的对比。

知识介绍:

1971年美国宇航员斯科特在月球表面上让一把锤子、一根羽毛同时下落,观察到它们同时落到月球表面上。

同学们根据这些过程、结论,给自由落体运动下一个定义:

1.自由落体运动:(板书)

(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)做自由落体运动的物体,在同一地点从同一高度下落的快慢是相同的。

点评:此环节,让学生自己猜想、观察、思考、理解、体会,学生在体验中突破与原有认识的冲突,在教师引导下可以从以上实验中总结结论,提出物体下落快慢与物体质量无关的设想。另外,学生可能会提出关于下一环节的一些问题,教师也要做出适当评价,并为下面作铺垫。

教师:在认识了什么是自由落体运动之后,新的问题就产生了,同学们一定想知道它是什么性质的运动呢?

师:结合前面物体下落的现象,你觉得自由落体运动究竟是一种怎样的运动?

2.实验探究二──探究自由落体运动的性质。

(1)回味现象,进行猜想。

让学生回忆上面实验现象,大胆猜想。(学生可能会提出:变速直线运动、加速直线运动、匀加速直线运动等)

(2)组内讨论验证

小组内成员针对问题进行交流讨论。

讨论主题:可以利用实验桌上提供的器材自行设计实验,用你们的实验方式操作、记录、研究自由落体运动的特点。学生的实验设计方案可能有多种,教师必须做好充分的预设。

(1)组织学生分组实验:利用打点计时器记录重物的下落过程。(提醒学生操作注意事项)

(2)引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析:

小组实验、操作、记录、思考、交流讨论,

A .轨迹──直线 方向──竖直向下

B .变速──速度越来越大──比较相等时间内发生的位移。

初步实验结论:大部分小组都能得到是加速运动,(此时教师一定要趁热打铁,是我们前面学过的匀加速直线运动吗?要是该多好呀?鼓励学生去探究是否是匀加速直线运动)

学生可能会有以下处理方法:

Ⅰ.连续相等时间内的位移之差Δs 是一个常数

Ⅱ.速度均匀增大(利用v-t 图像)

Ⅲ.s ∝t 2(利用s-t 2图像)──教师当场对书本P47的“问题与练习”的问4的闪光照片上的数据利用计算机的EXCEL 的图表功能在投影上演示自由落体的s-t 2图像和v-t 图像,以扩展学生的思路,开阔学生的眼界,懂得用多种方法进行研究。

若还有其他的方法也可。要鼓励学生多角度思考问题。教师对所列方法应当做适当的解释,也可以让发言的学生说明方法的理论依据。

(5)师生达成共识:自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。(板书)

V t =at;x=(1/2)at 2

教师引导:根据你处理的数据, 请你计算自由落体的加速度。

各小组计算结果公布,教师把结果写在黑板上,(各结果有可能有误差)请同学们讨论在实验误差允许下,不同物体的自由落体运动,它们的加速度是否同的?

结论:相同。

3.自由落体运动的加速度(板书)

⑴在地面附近的同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g 表示。

⑵重力加速度g 的方向总是竖直向下的。

⑶教师强调我们这里的重力加速度的大小g=9.801 m/s2

。在粗略的计算中,可以把g 取作10 m/s2。

请学生看书本P46的表格,说说能得到的信息:

在地球上不同的地方g 的大小是不同的,从赤道到北极,随着纬度的升高而增大。

4.做一做 (反馈应用 巩固知识)

教师:老师最近发明了一个仪器,能测出你到底是反应灵敏还是反应迟钝(开玩笑),只要你一捏我就能知道你的反应时间,(边在过道走,边为学生测量,学生的热情和积极性很高)我把它叫做“反应时间测量尺”,你能知道我这把尺子的奥秘吗?

学生:知道(很不服气)

教师:现实生活中人们遇到某种情况时,大脑能迅速作出反应。人从发现情况到作出反应采取行动所需的时间叫做反应时间。有些人反应时间对他们很重要,像运动员,战士,飞行员,司机等。你们也能做一把“反应时间测量尺”吗?,同桌之间相互测一测彼此的反应时间,我们现在不是有一门研究性学习的课程吗!你完全可以用你自己制作的“反应时间测量尺”定一下不同年龄,不同性别,不同职业人的反应时间是多少?也可以看一个人在一天是什么时候反应最快?其实这就是一个很好的研究性学习小课题。

点评:通过、“做一做”进一步巩固了结论,培养学生分析、解决问题的能力、动手能力和创造力,让人真正感受到自由落体运动就在我们身边,体验物理知识的生活化。据教学时间情况,不一定在课堂内完成,尤其“做一做”让学生在课外动手体验。)

5.自我评价小结

课堂小结:让学生以“本节课我学到了什么”为话题进行评价性小结。

教师引导学生从知识和方法两个角度来小结。

九、布置作业 课后习题与做一做

十、教学反思

1.本节课采取“情景设置──问题链接──自主探究──形成共识,得出结论”的教学方法,学生在趣味实验的激发中,问题的引领下,“我要学、我想学”的情绪洋溢在整个课堂。通过自主体验、小组互动、组间互评、自我评价改变学生以往的学习方式,体现新课程提倡自主学习的新理念。

2.趣味实验虽简单,但对其的热情高涨出乎教学前的预料;自行制作的测定反映时间尺效果非常好;教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。

3.学生自主探究时,有的学生不知道从哪里下手,要求教师给以必要的指导,应该提示学生自主探究的三个环节,如果疏于引导,将会拖延时间,导致教学被动。

参考文献:

(1)周誉蔼.教师教学用书.第2版.北京:人民教育出版社,2007.

(2)严治理.鼎尖教案.第2版.延边教育出版社,2009