自由落体运动创新教学活动设计

自由落体运动》创新教学活动设计

苏州市吴中区东山中学严建荣

一、教学课题：自由落体运动

二、教学来源：全日制普通高级中学教科书（试验修订本必修）第二章第八节

三、教学目标：

1、知识目标：

⑴理解什么是自由落体运动

⑵理解什么是自由落体加速度

⑶掌握自由落体运动的规律

2、行为目标：

通过观察、实验、分析、推理总结出自由落体运动的本质是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动。

3、能力目标：

⑴观察、实验能力

⑵思维能力：分析概括能力、批判性能力、逻辑推理能力

⑶主要科学方法：观察一一实验——推理——结论——应用

四、教学活动过程和探讨思考活动设计

1、演示设疑激发兴趣引入新课

［演示一］拿一根15cm的塑料尺，请一位同学（甲）用两个手指捏住尺的顶端，使尺处于竖直下垂的状态，另一位同学（乙）用母指和食指夹在尺的中部，做捏住它的准备。注意手的任何部位不要碰到尺，当看到甲同学松手放尺的动作时，乙同学立即用手指捏，看能不能捏住从手指间自由下落的尺。

［设问］几组同学上来演示均无法获得成功，那么手指应放在什么位置才能捏住尺？

［衔接］待我们学习了自由落体运动的规律后，就能解答这个问题。

（通过精心设计的游戏实验，有目的地创设一定的疑难问题情景，引起学生思维的撞击，有助于激发学生的探究意识。）

2、精心实验启发分析分散难点

［演示二］铁片和羽毛在空气中自由下落

［观察］在空气中铁片比羽毛下落得快

［设问］为什么铁片比羽毛下落得快？

[ 讨论] 学生普遍认为是铁片比羽毛重的缘故

[ 衔接] 其实，早在公元前四世纪，希腊哲学家亚里士多德就阐述过了这种观点，基于当时亚里士多德在学术界的声望和日常生活中确有此类现象的发生，在长达二千多年的时间里，人们一值把“重物比轻物下落得快”奉为真理。直到16 世纪，意大利物理学家伽利略通过巧妙的推理，揭示亚里士多德观点的错误，他认为“重物并不比轻物下落得快”。为了使人们相信他的学说，据说他还当众从意大利着名的比萨斜塔上同时丢下一重一轻二只球，结果两球同时着地。下面我们来观察一个实验，希望这个实验能帮助你纠正“重物比轻物下落得快”的错误认识。

[ 演示三] 真空中铁片和羽毛一同下落的实验

[ 设问] 果然，重物不比轻物下落得快，轻物也不经重物下落得慢，那么刚才为什么会看到羽毛比铁片下落得慢的现象呢？

（通过两个对比性实验，使学生的认知产生激烈的冲突，??使学生学习探究的动机

由潜伏状态转入活动状态，从而产生强烈的探究意识和浓郁的学习兴趣）

[ 猜测] 可能是空气阻力的作用

[ 演示四] 转动牛顿管抽气嘴的控制阀，使空气进入牛顿管

[ 观察] 随着一阵短促的气流声，羽毛被进入管内的空气吹向另一端

[ 讨论] 铁片和羽毛在空气中下落时，都受到空气阻力的作用，由于羽毛较轻，阻力对它的影响大，所以下落得慢

（从视觉和听觉两方面真切感受到空气的存在，为学生深信是空气妨害了铁片和羽毛的同时下落，提供了事实）

[ 实验] 利用橡皮、纸片、纸团等做自由下落实验

[ 衔接] 铁片和羽毛一同下落的事实表明：物体下落得快慢跟物体的重量无关，亦即不同的物体只受重力作用从静止开始下落的运动遵循相同的规律。为了便于表述和研究这种运动的规律，物理学上把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。在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动。

3、阅读教材分析概括得出规律

[ 阅读] 阅读教材，并重点分析小球做自由落体运动的频闪照片

[ 设问] ⑴自由落体运动是直线运动还是曲线运动？

⑵自由落体运动是加速运动还是减速运动？

⑶自由落体运动是匀加速运动还是非匀加速运动？

[讨论]第⑴、⑵问一目了然，第⑶问利用前面学过的知识，再对频闪照片作研究后, 众说纷纭，自由落体运动有可能是一种匀加速直线运动。

（教师指导学生阅读教材，一是培养学生自学的习惯和能力，二是强化探索的结果。）［衔接］早在三百多年前，伽利略就研究过这个问题，他得出的结论是自由落体运动是一种匀加速直线运动。课本第39页的阅读材料对他的研究作了详细的介绍，希望同学们课后认真阅读这篇闪烁着智慧火花的材料，体会伽利略在研究自由落体运动规律时所采用的提出假设、数学推理、实验验证等科学方法，这些科学方法对物理学的发展产生了深刻的影响，打开了近代物理学的序幕，伽利略因此荣膺“近代物理学之父”的美誉，现在，我们就“站在巨人的肩膀上”直接引用前人的成果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

［推理］在同一地点，从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面，即这些初速度为零的匀加速直线运动，在相同的时间里发生了相等的位移，由s -at2可知：

2

它们的加速度必定相同

［归纳］在同一地点，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（或重力加速度g）方向总是竖直向下，大小g = 9.8米/秒2，可用实验测定。因此，自由落体运动的本质是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

（“提出问题一一实验探索——理论分析——得出规律”是解决物理问题的基本方法，持

之以恒，能较好地培养学生坚韧不拔的研究精神和实事求是的科学态度）

4、深入理解体验应用巩固知识

［链接］演示一

这个游戏说明了一个问题，人从发现情况（松手）到采取相应的行动（捏）需要一定时间，这个时间叫做反应时间，这是因为人从看到释放动作信息并传递到大脑，再将大脑的命令传递到手指需要时间的缘故，如何测定反应时间呢？

［实验］测定反应时间

器材：米尺

［讨论］通常人的反应时间大于1/7秒，依1/7秒计算，尺下落的高度约为10厘米，因此手指离尺的顶端至少10厘米才能捏住尺。

［衔接］刚才同学们用极普通的米尺竟然测出了与之毫不相干的一个物理量一一时间，米尺在我们的手中有如此神奇的功能，是因为我们掌握了自由落体运动的规律这不禁使我想起了英国人培根的一句名言一一“知识就是力量”。下面再让我们把自由落体运动的规律运