高中物理自由落體運動教案大全
自由落體運動源于地心引力，物體在只受重力作用下從相對靜止開始下落的運動叫做自由落體運動(其初速度為Vo=0m/s)譬如用手握住某種物體，不施加任何外力的理想條件下輕輕松開手后發(fā)生的物理現象。接下來是小編為大家整理的高中物理自由落體運動教案大全，希望大家喜歡!
高中物理自由落體運動教案大全一
【教學目標】
一、知識與技能
1.知道什么是自由落體運動。
2.知道什么是重力加速度，知道重力加速度的方向和通常的取值。
3.會應用相應的運動學公式解答有關自由落體運動的問題。
二、過程與方法
調動學生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)學生邏輯思維能力及表述方法。
三、情感態(tài)度與價值觀
利用課后的閱讀材料，介紹伽利略上百次的對落體運動本質規(guī)律的探索研究，使學生體會到科學探索的艱辛，挖掘素材更深層次的含義。
【教材分析】
教材把自由落體運動作為初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動的特例來處理，沒有另外給出自由落體運動的公式，這體現了物理學從簡單問題入手，用理想化的方法處理實際問題的方法。研究自由落體運動時，給出了頻閃照相機的照片，但沒有作定量的詳細分析，只要求從圖上看出物體越落越快，物體作加速運動即可。教材為了簡便，援引伽利略的研究結果，直接給出了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，重力加速度的講述，也比較適合學生的思維習慣，根據實驗在同一地點，從同一高度同時自由下落的物體，同時到達地面的事實。由h=1/2at2知它們的加速度必相同，所以本節(jié)課的重點和關鍵是做好實驗和推理分析。
【教法建議】
可以按照教材安排的順序，在講解的同時，通過演示實驗，邊講邊議，如果學生條件許可，可采取討論式的教法。
【教學重點】
認識自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻變速直線運動，并能應用勻變速直線運動的規(guī)律解決自由落體運動的問題。
【教學難點】
自由落體運動中不同物體下落的加速度都為g。
【實驗器材】
牛頓管、橡皮塊、兩張相同的紙。
【教學過程】
一、自由落體運動
1.思考與討論：
(1)重的物體下落得快?還是輕的物體下落得快?
(2)請舉出一重的物體下落快的實例?(演示一張紙和一塊橡皮下落的現象)
師：是否一定是重的物體下落的快?在17世紀時著名物理學家伽利略就用一種巧妙的推理方法來進行推理：①假設一塊大石頭的下落比一塊小石頭下落快。②兩塊石頭它們整體下落的速度與大石頭、小石頭下落的速度相比應如何?(答：整體下落速度最快)。③如把兩塊石頭拴在一起時，下落快的會被下落慢的拖著而減慢;下落慢的會被下落快的拖著而加快，結果如何?(答：兩塊石頭的整體下落的速度應小于大石頭的速度，而大于小石頭的速度。)④這與重的物體先落地的結論矛盾。
請一個學生來做個實驗：半張紙揉成的紙團和一大張紙片同時從同一高度下落情況，請同學觀察。(紙團比紙片下落快，輕的物體還下落的快。)
(設計說明：上述方法也是我們研究問題的方法，利用粗略的邏輯推理或做實驗驗證。)
師：這樣看來，重的物體有時下快，有時輕的物體下落的快。請同學們比較一下上面的幾個實驗并討論是什么原因導致這樣的結果。
2.分析引導：
(1)教師指出：上述實驗現象表明物體下落快慢與輕重無關，是因為有空氣阻力存在使現象變得復雜。在17世紀，伽利略曾做過著名的比薩斜塔實驗，實驗發(fā)現：質量不同的鐵球和木球幾乎同時落地。
(2)提問：如果沒有空氣阻力，只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢如何?
(3)演示：按教材要求做“牛頓管”實驗。
3.總結歸納：
(1)牛頓管實驗結論：質量不同的羽毛硬幣等物體在沒有空氣阻力的情況下，下落的快慢是相同的。并比較一下牛頓管放入空氣后的實驗現象，引出自由落體運動的定義。
師：自由落體運動是一種什么運動呢?我們會猜想它會不會就是初速為零的勻變速直線運動呢?這樣需要來證明才能確定。
(2)指導學生看“自由落體運動的頻閃效果”的插圖。
提問：要證明是勻變速直線運動的方法?(方法一：利用連續(xù)相鄰相等的時間內的位移差 為定值進行推導。方法二：證明連續(xù)相鄰相等的時間內位移之比是連續(xù)的奇數比。)
(設計說明：這種方法先猜想后用實驗驗證的方法也是科學家研究問題的一種方法。)
高中物理自由落體運動教案大全二
教材分析
《自由落體運動》是人教版第二章第五節(jié)內容。自由落體運動是一種理性化模型，在高中物理教學中具有特殊的地位.在知識上它是勻變速直線運動的一個特例，在方法上滲透著理想化模型的重要研究方法.在整個必修一的安排上，勻變速運動的教學重點在于規(guī)律的應用，自由落體運動的新課教學則向學生介紹用現代先進教學儀器研究自由落體運動的規(guī)律特征，有利于學生站在一個現代新科技的角度觀望歷史人物對自由落體的研究，體會近代物理的先驅伽利略是如何進行研究的---這是向高中學生首次介紹伽利略的物理學研究方法的教育，它在整個高中物理教學中具有特殊重要的意義.
對于物體的運動快慢，教材通過演示牛頓管實驗進行證實，進而最后抽象出自由落體運動這一運動模型。這樣的編寫層次分明，實現從感性到理性，符合學生的認知規(guī)律。只要認真做好演示實驗，學生不難建立自由落體運動這一模型。
學情分析
關于自由落體運動是否是勻加速直線運動，教材中通過實驗方法：利用打點計時器分析紙帶得出自由落體運動的性質。這一點是在基于學生已掌握勻變速直線運動的特征“相鄰時間段內通過位移差等于一個衡量”的前提下，學生很容易分析出自由落體運動的性質，并算出下落的加速度。
教學目標
知識與技能
1.理解物體下落過程中空氣阻力對物體運動的影響。
2.理解自由落體運動的性質和物體做自由落體運動的條件。
3.理解自由落體運動的加速度，知道它的大小和方向。
4.理解在不同的地點，重力加速度的大小有所不同;在同一地點，重力加速度與物體的重量無關。
5.掌握自由落體運動的規(guī)律，并能夠運用自由落體運動的規(guī)律進行計算，解決一些實際生活中的問題。
過程與方法
讓學生通過對玻璃筒內金屬片、羽毛等下落的實驗及其它演示實驗的觀察、分析、思考、學會歸納和總結問題的方法，培養(yǎng)學生的觀察能力、推理能力、掌握科學研究的方法。
情感態(tài)度與價值觀
通過對落體問題的研究，體會對問題的研究要善于抓住事物的主要矛盾，透過現象看事物的本質。
重點難點
重點：自由落體運動的性質、規(guī)律及重力加速度。
難點：自由落體運動規(guī)律的得出。
教學手段及方法
1.多媒體教學
2.啟發(fā)式教學為主
教具學具準備
硬幣、紙片、牛頓管、木尺、鐵架臺、打點計時器、刻度尺、重錘。
設計思想
本節(jié)課以“創(chuàng)設情景 提出問題 觀察思考 自主探索—討論交流 總結歸納”為教學結構，采用“交流—互動”的探究模式教學。
充分開發(fā)和利用新課程資源，創(chuàng)設貼近學生實際生活的問題情景，激發(fā)學生的學習物理的興趣和求知欲望，同時體現物理與社會、物理與技術、物理與生活等方面的聯系。
教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
實驗導入
提出問題
用木尺測學生反應快慢。說明需要研究物體下落過程中位移和時間的關系而引入研究的課題。 學生實踐，積極配合測反應快慢 激發(fā)學生興趣，活躍氣氛 師生互動
展開新課
(一)下落快慢比較
1.提問：日常生活中不同物體下落快慢如何?
2.提問：為什么呢?
實踐是檢驗真理的唯一標準，那物理作為一門實驗學科當然實驗是檢驗現象的唯一標準.
演示：(1)硬幣和白紙
(2)硬幣和紙團
3.提問：為何出現上述現象
4.提問：那減少空氣阻力不同物體下落快慢會如何?
演示：牛頓管中鐵片和羽毛的下落
5.歸納：不計空氣阻力，所有物體下落一樣快
今天我們就和大家研究在不計空氣阻力情況下，只受重力，并且從靜止開始下落的運動即自由落體運動
回答1：一樣快
回答2：重的物體下落快
回答3：跟它受的阻力有關系
學生仔細觀察現象得出結論
回答：一樣快
學生仔細觀察現象認真思考得出結論：忽略阻力的情況下輕的物體和重的物體下落一樣快。 讓學生積極思考
培養(yǎng)學生觀察實驗的習慣
師生互動
展開新課
(二)自由落體運動
1.提問：同學們請從自由落體運動定義中找出其條件
2.歸納： (1)V0=0
(2)只受重力作用
3.提問：學生舉例日常生活中哪些物體的運動可看作自由落體運動
4.歸納：物體在實際生活中下落除了受自身的重力外還受到空氣的阻力，因此自由落體運動其實為一種理想化的運動。
5.提問：請學生回憶以前學過的直線運動有哪些?
6.提問：那自由落體運動是怎樣的直線運動呢?
7.提問：我們有什么方法可以用來判斷物體運動性質的?
8.提問：前面我們用什么實驗方法的?
回答：
1.只受重力的作用
2.靜止開始下落
舉例：雨滴的下落
蘋果的墜地
葉片的下落等
學生認真聽
回答：勻速直線運動
勻加速、減速直線運動
回答：勻加速直線運動
回答：看相等時間段內的位移
回答：打點計時器，分析紙帶上的點跡，進而判斷物體運動性質 開動學生大腦
給學生發(fā)揮的余地
讓學生大膽猜測
培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
師生互動
高中物理自由落體運動教案大全三
一、教學任務分析
在力學知識體系中，運動學的內容是研究力學定律的基礎。而勻變速直線運動是一種理想化的運動模型，是研究物體運動的知識前提。自由落體運動作為勻變速直線運動的一個特例，與實際比較接近，更加形象的詮釋了初速度為零的勻變速直線運動的規(guī)律，因此，在物理學體系中具有特殊地位。
《普通高中物理課程標準(實驗稿)》對本節(jié)課的要求是：“通過史實，了解伽利略研究自由落體運動所用的實驗和推理方法”?！巴ㄟ^實驗研究質量相同、大小不同的物體在空氣中下落的情況，從中了解空氣對落體運動的影響”。因此，本節(jié)教學內容要體現實驗在認識自由落體運動規(guī)律中的作用，并通過介紹伽利略對自由落體運動的研究，體會科學研究方法對物理學發(fā)展的作用。
在教材中，《自由落體運動》一節(jié)，編排在運動學的基本概念和勻變速直線運動等知識后，是勻變速直線運動的一個特例。在整個必修1的安排上，勻變速直線運動的教學重點在于規(guī)律的應用，自由落體運動的新課教學側重于培養(yǎng)學生的科學探究能力及邏輯思維能力，對促進學生的全面發(fā)展具有重要意義。
通過對自由落體運動這種常見的、特殊的運動的研究，可以更好的對前面知識復習和鞏固，同時也加強了物理學習與實際生活的聯系。而且通過在授課過程中講授研究物理問題的基本思路和科學方法，為以后研究比較復雜的運動規(guī)律打下良好的基礎。
因此本節(jié)課是培養(yǎng)學生思維的研究課，聯系生活的應用課，也是為后面課程做知識準備的鋪墊課。所以本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用。
二、學生學情分析
學生通過對前面知識的學習，已經對勻變速直線運動規(guī)律有了初步的理解，也學習了打點計時器的使用和數據處理方法，具備了一定的實驗探究能力。根據生活經驗，學生對自由落體運動規(guī)律有一定認識，但并不科學嚴謹。
學生會有“重的物體下落快”的認識，這是學生在日常生活中形成的前概念。并且，學生對落體運動的認識，只是表面的感性認識，需要通過實驗探究進一步理性學習。
在探究“自由落體運動性質”的過程中，要求學生對打點計時器會操作，并掌握相應的注意事項，同時，對實驗數據的處理需要聯系數學知識，“逐差法”的靈活運用是一難點。
因此探究自由落體運動規(guī)律和重力加速度的得出過程是教學難點。
三、教學目標
1.知識與技能
(1)知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
(2)知道自由落體運動加速度大小和方向，知道不同地點重力加速度不一樣。
(3)理解自由落體的規(guī)律。
2.過程與方法
(1)在實驗探究自由落體運動特點和規(guī)律的過程中，學習伽利略使用的理想實驗與科學推理方法。
(2)在實驗探究物體下落的快慢的過程中，進一步樹立科學態(tài)度。
3.情感態(tài)度與價值觀
在研究自由落體運動的實驗過程中，體會科學探索的艱辛，學習伽利略等科學家的科學精神。
四、教學重點和難點
教學重點：探究自由落體運動，重力加速度g 。
教學難點：重力加速度的測量。
五、教學器材
自制“反應時間尺”：在一約40cm長的尺的一面標記上自由下落對應長度所用的時間，使用時，標有反應時間一面面朝學生。多媒體、鋼球，乒乓球，紙張若干、牛頓管、電磁打點計時器、重物等。
六、教學過程設計
(一)利用實驗創(chuàng)設情境，引入新課
【事件1】利用實驗激發(fā)學生的求知欲。
教師展示課前設計制作好的“反應時間尺”，并提出問題“一般刻度尺是用來測量什么的?”。
學生回答。
教師繼續(xù)設置懸念：這把尺子很神奇，它不僅能測量長度，還能測量時間，并且能測出同學們的大腦反應時間。
并選3～4名學生上來測反應時間。
學生抓住尺的同時就報出其反應時間，可采用“比比誰的反應時間短”的方式調動學生積極性。
提出問題，引入新課：反應時間尺的原理是什么?學完本節(jié)課的內容，我們就可以揭曉這個秘密了。
【教學設計說明】在此將教材中的“做一做”欄目中的“測定反應時間”改為放在課前引入，目的是通過這一游戲產生“驚奇”效果，激發(fā)學生探究的興趣，增強學生的感性認識，活躍課堂氣氛。
(二)探究落體運動的影響因素
【事件2】引導學生回憶日常生活中所見到的物體下落現象(動畫展示蘋果、雨滴、水滴的下落過程)，思考“物體下落的運動有什么特點，是一種什么性質的運動呢?”。
教師提出問題：“不同的物體，下落快慢是否相同?物體下落的快慢可能與什么因素有關?”。學生說出猜想與假設后，教師追問依據。
【事件3】教師演示系列實驗，使學生產生認知沖突。
演示實驗 實驗現象 實驗結論 實驗① 鋼球①和乒乓球②(G1>G2)，在同一高度同時自由下落。 鋼球①先落地 較重的先落地 教師說明：這個結論與2000多年前世界古代史上最偉大的 哲學家 、 科學家 和 教育家 之一亞里士多德(前384—前322年)的觀點相同。
教師課件展示亞里士多德的觀點——重的物體下落快。
提出問題：有沒有學生不同意亞里士多德的觀點。然后學生討論：在生活事例中找支持與反對的證據。
演示實驗 實驗現象 實驗結論 實驗② 一張紙裁成相等的兩半(G1=G2)，一半揉成紙團，另一半不變;在同一高度同時自由下落。 紙團先落地 等重的落地有先后 實驗③ 紙片①和紙塊②(G1>G2)，在同一高度同時自由下落。 紙塊②先落地 較輕的先落地 學生活動：總結實驗結果，得出“物體下落快慢與質量無關”的結論。
【教學設計說明】“自由落體運動”一節(jié)的教學建立在實驗基礎上，可以結合學生原有的認知結構，利用實驗創(chuàng)設問題情境，使學生發(fā)現值得探究的問題。
使用生活中的鐵球、乒乓球與紙張，做演示實驗，兩物體的質量明顯不同，實驗簡單現象明顯，觀察到的現象與學生頭腦中的重的物體先落地的前概念形成沖突。演示過程中，從紙片到紙塊的過渡，可誘發(fā)學生思維，猜想到空氣阻力的影響，從而引出下一步思維。
【事件4】驗證猜想。
教師提出問題：既然物體下落快慢與其質量沒有必然聯系，實際生活中物體下落快慢不同可能是受什么因素的影響?
學生猜想：從實驗現象和生活經驗可以猜想到是空氣阻力影響。
教師演示實驗，學生參與觀察分析。
演示實驗4：牛頓管演示實驗
實驗裝置如圖所示，在一根長約1.5m的玻璃管中，放入羽毛、金屬片。
實驗步驟及實驗現象如下表所示：
實驗步驟 可以觀察到的現象 1.不抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過來。 金屬片先于羽毛落到管的底部。 現象與生活中看到與想到的一致。
引導學生思考、猜想，抽出管中部分空氣，會有什么現象發(fā)生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 2.抽去玻璃管中部分空氣，將玻璃管倒立過來。 金屬片先于羽毛落到管底部，但兩者落到管底的時間差變短。 現象與猜想一致。
引導學生思考、猜想，繼續(xù)抽出管中空氣，會有什么現象發(fā)生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 3.繼續(xù)抽去玻璃管中空氣，再將玻璃管倒立過來 。 金屬片和羽毛幾乎同時落到管的底部。 現象與猜想一致。
引導學生思考、猜想，想象管中沒有空氣，會有什么現象發(fā)生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 4.如果抽出玻璃管中所有空氣，再將玻璃管倒立過來。 金屬片和羽毛同時落到管的底部。 在教師的引導下可以從實驗中得出結論——物體下落受到空氣阻力的影響，沒有空氣阻力時，物體下落過程中運動快慢與質量無關。
【教學設計說明】牛頓管實驗，使學生認識到空氣阻力在落體運動中的影響，演示結束后，教師總結說明使學生認識到，探究現象背后的實質原因必須考慮或排除外界因素干擾，學習猜想與假設、設計實驗、驗證猜想、理想實驗等實驗探究方法。
(三)自由落體運動概念的建立
【事件5】分析歸納形成概念。
教師提出問題：由于落體運動受到空氣阻力影響，要想研究落體運動就必須排除空氣阻力，那么，如果物體在下落過程中忽略空氣阻力，物體的受力有什么特征?
學生回答。
教師根據學生的回答，得出自由落體的定義“物體僅在重力作用下，從靜止(即初速度為零)開始豎直下落的運動，叫做自由落體運動?！?/p>
【教學設計說明】教師強調自由落體運動實際上是一種理想條件下的運動，實際生活中物體都會受到空氣阻力，但一般重力大于空氣阻力。在中學階段，當空氣阻力遠小于重力時，可近似看做自由落體運動。
(四)自由落體運動規(guī)律的自主探究
【事件6】引導學生實驗探究自由落體運動的規(guī)律
教師提問：若要研究某種運動規(guī)律，我們可以采用怎樣的方法和器材?帶領學生回顧前面學習勻變速直線運動的體驗，可想到，利用打點計時器采用示蹤(軌跡記錄)法研究，并一起回顧電磁打點計時器的使用方法和注意事項。
學生活動：分組實驗，利用打點計時器記錄重物的下落過程，求出重物的加速度，并總結自由落體運動的規(guī)律。(教師巡視學生實驗情況，必要時給以指導)師生共同總結自由落體運動的規(guī)律，軌跡是直線，方向豎直向下，是變速運動，速度越來越大。并指出由于阻力遠小于重物的重力，故重物的下落可看作是自由落體運動，所以同學們計算的結果基本一致。
【教學設計說明】學生已使用過電磁打點計時器探究勻變速直線運動的規(guī)律，所以可以讓學生自主探究，得出自由落體運動的相關規(guī)律，但教師應指出由于自由落體運動與水平方向勻變速直線運動方向上的顯著區(qū)別。在實驗過程中為了減小誤差，電磁打點計時器必須固定在豎直方向上，為充分利用課堂時間，教師可事先將電磁打點計時器豎直固定在鐵架臺上，再分發(fā)給學生，強調在試驗過程中學生不要碰到電磁打點計時器，以免影響實驗數據。
(五)重力加速度
【事件7】根據以上的實驗數據，引出重力加速度的概念，并對重力加速度作如下說明：
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