2.4自由落體運(yùn)動教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)思路本課以“2.4自由落體運(yùn)動”為主題，通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自由落體運(yùn)動的規(guī)律。課程內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過演示實(shí)驗(yàn)、小組討論等方式，幫助學(xué)生理解和掌握自由落體運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度。學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動的規(guī)律，提升觀察、分析、推理等科學(xué)探究能力。同時，通過歷史背景介紹，增強(qiáng)學(xué)生對物理學(xué)發(fā)展歷程的認(rèn)識，培養(yǎng)歷史責(zé)任感和社會責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解自由落體運(yùn)動的定義，即初速度為零、加速度為重力加速度的勻加速直線運(yùn)動。

②掌握自由落體運(yùn)動的位移公式和速度公式，能夠運(yùn)用這些公式解決實(shí)際問題。

③理解重力加速度的意義及其在不同條件下的變化。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解重力加速度與空氣阻力的關(guān)系，以及在不同高度和不同介質(zhì)中重力加速度的變化。

②能夠正確分析并解決涉及自由落體運(yùn)動中的實(shí)際問題，如物體在不同高度同時釋放、不同高度物體相遇等問題。

③理解自由落體運(yùn)動中的相對論效應(yīng)，如時間膨脹和長度收縮，并能將其與經(jīng)典物理學(xué)中的自由落體運(yùn)動進(jìn)行對比分析。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有人教版《物理》必修第一冊教材，以便跟隨課本內(nèi)容學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與自由落體運(yùn)動相關(guān)的圖片、圖表、動畫視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和趣味性。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備用于演示和驗(yàn)證自由落體運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)器材，如自由落體小車、計(jì)時器、測量工具等，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，方便學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)操作臺附近布置，以便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對自由落體運(yùn)動的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們有沒有注意到，當(dāng)物體從高處落下時，它們總是以相同的速度落地？這是為什么呢？”

展示一些從不同高度自由落下的物體（如羽毛和硬幣）的視頻片段，讓學(xué)生初步感受自由落體運(yùn)動的特性。

簡短介紹自由落體運(yùn)動的基本概念和它在物理學(xué)中的重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.自由落體運(yùn)動基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解自由落體運(yùn)動的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解自由落體運(yùn)動的定義，即初速度為零、加速度為重力加速度的勻加速直線運(yùn)動。

詳細(xì)介紹自由落體運(yùn)動的加速度，使用圖表展示重力加速度隨高度的變化。

3.自由落體運(yùn)動案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解自由落體運(yùn)動的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的自由落體運(yùn)動案例進(jìn)行分析，如從氣球中釋放的物體、從飛機(jī)上跳傘的運(yùn)動員等。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解自由落體運(yùn)動的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用自由落體運(yùn)動的原理解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組討論一個與自由落體運(yùn)動相關(guān)的實(shí)際問題，如如何測量重力加速度。

小組內(nèi)討論該問題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對自由落體運(yùn)動的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括問題的分析、解決方案的提出以及可能的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括自由落體運(yùn)動的基本概念、加速度、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動在物理學(xué)和現(xiàn)實(shí)生活中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用這一原理。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自由落體運(yùn)動的規(guī)律，并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-自由落體運(yùn)動的歷史背景：介紹伽利略對自由落體運(yùn)動的研究，以及牛頓萬有引力定律的提出，展示物理學(xué)的發(fā)展歷程。

-不同介質(zhì)中的自由落體：探討在空氣、水中、真空中等不同介質(zhì)中自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)，以及空氣阻力對運(yùn)動的影響。

-自由落體運(yùn)動的應(yīng)用：介紹自由落體運(yùn)動在科技、工程、體育等領(lǐng)域的應(yīng)用，如高空跳傘、火箭發(fā)射、建筑設(shè)計(jì)等。

-相對論中的自由落體：簡述愛因斯坦相對論中關(guān)于自由落體運(yùn)動的觀點(diǎn)，如等效原理和引力時間膨脹。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：推薦學(xué)生閱讀《物理學(xué)史》、《相對論》等書籍，以深入了解自由落體運(yùn)動的歷史和理論發(fā)展。

-觀看科普視頻：推薦學(xué)生觀看關(guān)于自由落體運(yùn)動和物理學(xué)原理的科普視頻，如《宇宙的奇跡》、《物理學(xué)的故事》等。

-實(shí)驗(yàn)探究：鼓勵學(xué)生進(jìn)行自由落體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究，如測量不同高度物體落地時間、比較不同形狀物體的落地速度等。

-科技應(yīng)用研究：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注自由落體運(yùn)動在科技領(lǐng)域的應(yīng)用，如研究火箭發(fā)射時的自由落體階段、分析跳傘運(yùn)動中的自由落體過程。

-小組合作項(xiàng)目：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一個利用自由落體原理的簡易實(shí)驗(yàn)裝置，或研究自由落體運(yùn)動在體育比賽中的應(yīng)用。

-寫作與報告：要求學(xué)生撰寫關(guān)于自由落體運(yùn)動的報告，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、結(jié)論總結(jié)等，以鞏固所學(xué)知識。

-課外閱讀材料：提供一些與自由落體運(yùn)動相關(guān)的課外閱讀材料，如科普文章、科學(xué)雜志等，以拓寬學(xué)生的知識面。板書設(shè)計(jì)1.自由落體運(yùn)動

①自由落體運(yùn)動的定義：初速度為零，加速度為重力加速度的勻加速直線運(yùn)動。

②重力加速度：g=9.8m/s2（或當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎担?/p>

③位移公式：h=(1/2)gt2。

④速度公式：v=gt。

2.重力加速度

①重力加速度的定義：物體在重力作用下自由下落的加速度。

②重力加速度與質(zhì)量無關(guān)。

③重力加速度與高度有關(guān)：h越大，g越小。

④重力加速度與介質(zhì)有關(guān)：在真空中，g最大。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證自由落體運(yùn)動的規(guī)律。

②實(shí)驗(yàn)器材：自由落體小車、計(jì)時器、測量工具等。

③實(shí)驗(yàn)步驟：設(shè)置不同高度，測量物體落地時間。

④實(shí)驗(yàn)結(jié)果：分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證位移公式和速度公式。

4.應(yīng)用實(shí)例

①高空跳傘：利用自由落體運(yùn)動原理，計(jì)算降落時間。

②火箭發(fā)射：分析火箭起飛和上升階段的自由落體運(yùn)動。

③建筑設(shè)計(jì)：考慮自由落體運(yùn)動對建筑物穩(wěn)定性的影響。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生出勤率：記錄學(xué)生出勤情況，確保每位學(xué)生都能參與課堂活動。

-課堂參與度：觀察學(xué)生在課堂上的提問、回答問題、互動討論的積極性。

-注意力集中度：通過提問和觀察學(xué)生的反應(yīng)，評估學(xué)生的注意力集中程度。

-學(xué)習(xí)態(tài)度：觀察學(xué)生對自由落體運(yùn)動學(xué)習(xí)的興趣和投入程度。

2.小組討論成果展示：

-小組合作能力：評估學(xué)生在小組討論中的分工合作、溝通交流和解決問題的能力。

-創(chuàng)新思維：鼓勵學(xué)生在討論中提出新的觀點(diǎn)和想法，評價其創(chuàng)新思維能力。

-知識運(yùn)用：檢查學(xué)生是否能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中。

-展示效果：評估學(xué)生展示小組討論成果的清晰度、邏輯性和說服力。

3.隨堂測試：

-理解程度：通過隨堂測試，評估學(xué)生對自由落體運(yùn)動基本概念和公式的理解程度。

-應(yīng)用能力：測試學(xué)生運(yùn)用自由落體運(yùn)動公式解決實(shí)際問題的能力。

-實(shí)驗(yàn)技能：如果包含實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，評估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作技能和數(shù)據(jù)處理能力。

4.學(xué)生自評與互評：

-學(xué)生自評：鼓勵學(xué)生反思自己在課堂上的表現(xiàn)，包括參與度、學(xué)習(xí)態(tài)度和知識掌握情況。

-互評：組織學(xué)生之間進(jìn)行互評，以促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和成長。

5.教師評價與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)：教師對學(xué)生的課堂表現(xiàn)給予正面肯定，同時指出需要改進(jìn)的地方。

-針對小組討論：教師評價小組討論的成果，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，并提供改進(jìn)建議。

-針對隨堂測試：教師對學(xué)生的測試成績進(jìn)行分析，指出學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)和弱點(diǎn)，并提供針對性的輔導(dǎo)。

-針對學(xué)生自評與互評：教師引導(dǎo)學(xué)生正確看待自我評價和他人評價，鼓勵學(xué)生從反饋中學(xué)習(xí)。

-針對學(xué)習(xí)態(tài)度：教師關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)，并對有困難的學(xué)生提供個別輔導(dǎo)。

-針對學(xué)習(xí)效果：教師評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，并對教學(xué)策略進(jìn)行調(diào)整。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自由落體運(yùn)動的位移公式h=(1/2)gt2。描述實(shí)驗(yàn)步驟、所需器材和預(yù)期結(jié)果。

答案：實(shí)驗(yàn)步驟：

a.準(zhǔn)備一個自由落體小車、計(jì)時器和測量工具。

b.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置一個固定高度，從該高度釋放自由落體小車。

c.使用計(jì)時器記錄小車落地的時間。

d.重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄每次落地時間。

e.計(jì)算小車在不同高度下落地時間的平方，并計(jì)算平均值。

f.使用位移公式計(jì)算每個高度下的理論位移，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。

預(yù)期結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與理論計(jì)算值相近，驗(yàn)證位移公式h=(1/2)gt2。

2.速度計(jì)算：

一個物體從靜止開始自由落體，5秒后速度達(dá)到多少？重力加速度取9.8m/s2。

答案：使用速度公式v=gt，代入g=9.8m/s2和t=5s，得到v=9.8m/s2*5s=49m/s。

3.位移計(jì)算：

一個物體從高度h=50m處自由落體，求落地所需的時間。重力加速度取9.8m/s2。

答案：使用位移公式h=(1/2)gt2，代入h=50m和g=9.8m/s2，得到50m=(1/2)*9.8m/s2*t2。

解方程得到t2=10.2041s2，取平方根得到t≈3.18s。

4.高度計(jì)算：

一個物體從靜止開始自由落體，落地時速度達(dá)到v=20m/s。求物體下落的高度。重力加速度取9.8m/s2。

答案：使用速度公式v=gt，代入v=20m/s和g=9.8m/s2，得到t=20m/s/9.8m/s2≈2.04s。

使用位移公式h=(1/2)gt2，代入g=9.8m/s2和t≈2.04s，得到h≈(1/2)*9.8m/s2*(2.04s)2≈20.4m。

5.重力加速度測量：

在一個實(shí)驗(yàn)室中，你有一個自由落體小車和一個計(jì)時器。你想要測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。你進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

a.從高度h=1m處釋放小車，記錄落地時間t1。

b.從高度h=2m處釋放小車，記錄落地時間t2。

c.從高度h=3m處釋放小車，記錄落地時間t3。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

答案：使用位移公式h=(1/2)gt2，我們可以得到以下方程：

a.1=(1/2)g(t1)2

b.4=(1/2)g(t2)2

c.9=(1/2)g(t3)2

從方程a和b中，我們可以得到g(t1)2/g(t2)2=1/4，即t12/t22=1/4，解得t1/t2=1/2。

同理，從方程b和c中，我們可以得到t2/t3=1/2。

因此，t1/t2=t2/t3，即t1=t3。

由于t1/t2=1/2，我們可以得到t2=2t1。

將t2=2t1代入方程b，得到4=(1/2)g(2t1)2，解得g≈1.96m/s2。教學(xué)反思今天上了關(guān)于自由落體運(yùn)動的一節(jié)課，回想起來，有幾個點(diǎn)我覺得挺有意思的，也想和大家分享一下。

首先，我覺得今天課堂的氛圍挺活躍的。學(xué)生們對自由落體運(yùn)動這個話題挺感興趣的，尤其是在看到羽毛和硬幣從同一高度落下時，他們的好奇心被充分調(diào)動起來了。我觀察到，當(dāng)我在屏幕上展示那些從不同高度落下的物體時，學(xué)生們的眼睛都瞪得大大的，這讓我覺得他們對物理現(xiàn)象的直觀感受還是挺強(qiáng)的。

然后，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們在理解自由落體運(yùn)動的基本概念時遇到了一些困難。盡管我盡力用簡單的語言解釋了什么是自由落體，以及為什么所有物體在真空中會以相同的加速度下落，但有些學(xué)生似乎還是不太能完全把握這個概念。這可能是因?yàn)樗麄儗Α凹铀俣取边@個詞本身就有一些模糊的認(rèn)識。我打算在接下來的課程中，通過一些實(shí)際的例子和實(shí)驗(yàn)，來幫助學(xué)生更好地理解加速度的概念。

接著，我在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例分析時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于如何分析案例和提取關(guān)鍵信息還有所欠缺。當(dāng)我問他們，為什么某些案例中物體的落地速度會更快時，他們往往只能給出一些表面的答案。這讓我意識到，在講解物理原理的同時，也需要教授學(xué)生如何進(jìn)行科學(xué)分析和推理。我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，更多地采用案例教學(xué)的方法，并鼓勵學(xué)生提出問題，培養(yǎng)他們的批判性思維。

另外，我在觀察小組討論時，發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象。有的小組在討論時非常積極，每個人都能夠參與到討論中，提出自己的觀點(diǎn)和疑問。而有的小組則相對沉默，可能是由于某些學(xué)生不太敢發(fā)