2.4.2探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)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(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱(chēng)）2.4.2探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)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(cè)教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，包括自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課與教材中“自由落體運(yùn)動(dòng)”章節(jié)緊密相連，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解到自由落體運(yùn)動(dòng)的基本概念和公式，本節(jié)課將通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，加深學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解，并與已有知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估自由落體實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生提出問(wèn)題、建立模型、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的能力。同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性和重要性，培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)的興趣和好奇心。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)合作，提高學(xué)生的合作精神和溝通能力。學(xué)情分析高一學(xué)生正處于物理學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，他們對(duì)物理現(xiàn)象充滿(mǎn)好奇，但同時(shí)也面臨著從初中階段的學(xué)習(xí)方法向高中階段的學(xué)習(xí)方法轉(zhuǎn)變的挑戰(zhàn)。在知識(shí)層面上，學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)有一定的認(rèn)識(shí)，能夠理解其基本概念，但對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的深入探究和實(shí)驗(yàn)操作還比較陌生。能力方面，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)探究能力有待提高。在素質(zhì)方面，學(xué)生的合作意識(shí)、創(chuàng)新思維和科學(xué)態(tài)度需要進(jìn)一步培養(yǎng)。

在行為習(xí)慣上，高一學(xué)生可能存在以下特點(diǎn)：部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)不夠重視，存在依賴(lài)教師講解的現(xiàn)象；部分學(xué)生動(dòng)手能力較弱，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)不夠關(guān)注；學(xué)生在分析問(wèn)題時(shí)，可能缺乏系統(tǒng)性和邏輯性。

這些學(xué)情對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響包括：首先，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能由于操作不當(dāng)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，這需要教師加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)和示范；其次，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可能不夠深入，需要教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行合理的推理和解釋?zhuān)蛔詈?，學(xué)生的合作意識(shí)和創(chuàng)新思維需要在教學(xué)過(guò)程中得到重視和培養(yǎng)，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。教學(xué)方法與策略1.采用講授法與實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合的教學(xué)方法，通過(guò)講解自由落體運(yùn)動(dòng)的基本原理，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E。

2.設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作加深對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。

3.使用多媒體教學(xué)，展示自由落體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)和實(shí)驗(yàn)視頻，幫助學(xué)生直觀理解抽象概念。

4.引入討論法，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行小組討論，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和表達(dá)能力。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

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

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們有沒(méi)有注意到，從高處掉下的物體總是豎直下落？這種現(xiàn)象背后有什么規(guī)律呢？”

展示一些從高處掉落物體的圖片或視頻片段，讓學(xué)生直觀感受自由落體現(xiàn)象。

簡(jiǎn)短介紹自由落體運(yùn)動(dòng)的基本概念和重要性，強(qiáng)調(diào)它在物理學(xué)中的基礎(chǔ)地位，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.自由落體運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

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

過(guò)程：

講解自由落體運(yùn)動(dòng)的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，即重力加速度。

詳細(xì)介紹自由落體運(yùn)動(dòng)的組成部分，包括物體的質(zhì)量、初速度和重力作用。

3.自由落體運(yùn)動(dòng)案例分析（20分鐘）

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

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的自由落體運(yùn)動(dòng)案例進(jìn)行分析，如自由落體運(yùn)動(dòng)中的位移、速度和加速度的計(jì)算。

詳細(xì)介紹每個(gè)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(dòng)的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)日常生活或科學(xué)研究的影響，以及如何應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)原理解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“如何測(cè)量自由落體的加速度”。

小組內(nèi)討論該主題的現(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(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)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(dòng)的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括自由落體運(yùn)動(dòng)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)中的重要地位，以及在科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用中的價(jià)值。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的自由落體實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析結(jié)果，以鞏固學(xué)習(xí)效果。

（注：以上教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)僅為示例，具體實(shí)施時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。）拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《物理學(xué)史上的自由落體實(shí)驗(yàn)》

-《自由落體運(yùn)動(dòng)在航空航天中的應(yīng)用》

-《牛頓運(yùn)動(dòng)定律與自由落體運(yùn)動(dòng)》

-《自由落體實(shí)驗(yàn)中的誤差分析》

-《現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以閱讀上述拓展閱讀材料，深入了解自由落體運(yùn)動(dòng)的歷史背景、實(shí)驗(yàn)方法、理論發(fā)展以及現(xiàn)代物理學(xué)的相關(guān)研究。

-鼓勵(lì)學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)自己的自由落體實(shí)驗(yàn)，使用不同的測(cè)量工具和方法，如使用秒表測(cè)量時(shí)間、使用尺子測(cè)量距離等，以驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

-學(xué)生可以探討自由落體運(yùn)動(dòng)在不同環(huán)境下的表現(xiàn)，例如在真空中的自由落體運(yùn)動(dòng)，或者在地球不同緯度上的自由落體運(yùn)動(dòng)。

-通過(guò)在線資源或圖書(shū)館，學(xué)生可以查找關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如天體物理學(xué)、地球物理學(xué)等。

-學(xué)生可以嘗試分析自由落體運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)論效應(yīng)，探討在接近光速運(yùn)動(dòng)的情況下，自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如何變化。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競(jìng)賽或?qū)W校組織的科學(xué)項(xiàng)目，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中，如設(shè)計(jì)一個(gè)基于自由落體原理的簡(jiǎn)易測(cè)距儀。板書(shū)設(shè)計(jì)①自由落體運(yùn)動(dòng)的基本概念

-自由落體運(yùn)動(dòng)：只在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。

-重力加速度：物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中受到的重力加速度，通常用g表示，取值約為9.8m/s2。

②自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

-位移公式：\(h=\frac{1}{2}gt^2\)

-速度公式：\(v=gt\)

-加速度公式：\(a=g\)

③自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方法

-實(shí)驗(yàn)器材：尺子、秒表、計(jì)時(shí)器、重物等。

-實(shí)驗(yàn)步驟：釋放重物，測(cè)量重物下落的時(shí)間和距離。

-數(shù)據(jù)分析：計(jì)算重力加速度，驗(yàn)證位移、速度和加速度之間的關(guān)系。

④自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用

-天體物理學(xué)：計(jì)算天體運(yùn)動(dòng)的速度和軌道。

-地球物理學(xué)：研究地球內(nèi)部的物理現(xiàn)象。

-工程學(xué)：設(shè)計(jì)安全系數(shù)，確保結(jié)構(gòu)物在重力作用下的穩(wěn)定性。教學(xué)反思教學(xué)反思

今天這節(jié)課，我覺(jué)得挺有收獲的。首先，我注意到學(xué)生們對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)這個(gè)話(huà)題表現(xiàn)出濃厚的興趣。他們對(duì)于從高處掉落物體的現(xiàn)象很熟悉，但能系統(tǒng)地探究其背后的規(guī)律，對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

在導(dǎo)入新課的時(shí)候，我通過(guò)提問(wèn)的方式激發(fā)了學(xué)生的好奇心，他們對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)背后的科學(xué)原理表現(xiàn)出很強(qiáng)的求知欲。我展示了一些圖片和視頻，讓學(xué)生直觀地感受到了自由落體現(xiàn)象，這有助于他們更好地理解抽象的概念。

在講解基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)的定義和重力加速度的概念掌握得還不錯(cuò)。但是，當(dāng)他們接觸到位移、速度和加速度的公式時(shí)，有些學(xué)生開(kāi)始顯得有些困惑。我意識(shí)到，這里需要更加細(xì)致地講解，尤其是要強(qiáng)調(diào)這些公式之間的聯(lián)系。

案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個(gè)與生活緊密相關(guān)的案例，比如高樓跳傘和隕石墜落，學(xué)生們對(duì)這些案例很感興趣，討論得也相當(dāng)熱烈。他們?cè)谟懻撝刑岢隽艘恍┖芎玫膯?wèn)題，比如如何計(jì)算跳傘運(yùn)動(dòng)員的落地速度，或者隕石墜落時(shí)對(duì)地面的沖擊力。這讓我感到很欣慰，因?yàn)閷W(xué)生們不僅學(xué)會(huì)了知識(shí)，還能將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情境。

在學(xué)生小組討論環(huán)節(jié)，我看到了他們合作的能力和解決問(wèn)題的能力。每個(gè)小組都提出了自己的觀點(diǎn)和解決方案，雖然有些想法還不夠成熟，但他們的參與和積極性是值得肯定的。我也注意到，在討論過(guò)程中，學(xué)生們能夠傾聽(tīng)他人的意見(jiàn)，這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)積極的信號(hào)。

課堂展示與點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，我看到了學(xué)生們展示自己小組討論成果的自信和表達(dá)能力的提升。他們能夠清晰地闡述自己的觀點(diǎn)，并對(duì)其他小組的展示提出建設(shè)性的意見(jiàn)。這讓我感到，通過(guò)小組討論和課堂展示，學(xué)生們不僅學(xué)到了知識(shí)，還鍛煉了自己的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

當(dāng)然，在教學(xué)過(guò)程中也有一些不足之處。比如，在講解公式時(shí)，我可能沒(méi)有足夠的時(shí)間去深入解釋每個(gè)公式的來(lái)源和推導(dǎo)過(guò)程，這可能會(huì)讓學(xué)生對(duì)公式的理解不夠深刻。另外，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上還不夠熟練，這可能需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。課后作業(yè)1.**計(jì)算題**：一個(gè)物體從靜止開(kāi)始自由落體，5秒后下落了125米，求重力加速度g。

-解答：根據(jù)位移公式\(h=\frac{1}{2}gt^2\)，代入\(h=125\)米，\(t=5\)秒，解得\(g=\frac{2h}{t^2}=\frac{2\times125}{5^2}=5\)m/s2。

2.**應(yīng)用題**：一個(gè)跳傘運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下，不考慮空氣阻力，下落5秒后打開(kāi)降落傘，之后以勻速下降。如果運(yùn)動(dòng)員在打開(kāi)降落傘前下落了250米，求運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)降落傘后的速度。

-解答：首先計(jì)算自由落體運(yùn)動(dòng)的速度\(v=gt\)，代入\(g=9.8\)m/s2，\(t=5\)秒，得\(v=9.8\times5=49\)m/s。然后，由于打開(kāi)降落傘后速度保持不變，所以運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)降落傘后的速度為49m/s。

3.**實(shí)驗(yàn)題**：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)中重力加速度的值。列出實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期結(jié)果。

-解答：

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.準(zhǔn)備一個(gè)計(jì)時(shí)器和一段足夠長(zhǎng)的繩子。

2.將繩子一端固定在高處，另一端懸掛一個(gè)重物。

3.同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器和釋放重物，記錄重物落地的時(shí)間。

4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄每次的時(shí)間。

5.計(jì)算平均時(shí)間，并使用位移公式\(h=\frac{1}{2}gt^2\)計(jì)算重力加速度g。

-預(yù)期結(jié)果：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出重力加速度g的值，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。

4.**思考題**：為什么在地球的不同緯度上，自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度略有不同？

-解答：這是因?yàn)榈厍虿⒉皇且粋€(gè)完美的球體，而是一個(gè)扁球體，赤道半徑大于極半徑。此外，地球的自轉(zhuǎn)也會(huì)對(duì)重力加速度產(chǎn)生影響。在赤道附近，由于離心力的作用，重力加速度會(huì)稍微減??；而在極地附近，離心力最小，重力加速度最大。

5.**討論題**：自由落體運(yùn)動(dòng)是否可以在真空中進(jìn)行？為什么？

-解答：是的，自由落體運(yùn)動(dòng)可以在真空中進(jìn)行。在真空中，沒(méi)有空氣阻力的影響，物體只受到重力的作用，因此可以更純粹地觀察到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這也是為什么宇航員在太空艙內(nèi)能夠體驗(yàn)到失重狀態(tài)的原因。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，這是一個(gè)非?；A(chǔ)但非常重要的物理概念。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、基本規(guī)律以及實(shí)驗(yàn)方法。

首先，我們明確了自由落體運(yùn)動(dòng)的定義，即在重力作用下，物體從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。我們還學(xué)習(xí)了重力加速度的概念，它是物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中受到的重力加速度，通常用g表示，取值約為9.8m/s2。

接著，我們探討了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，包括位移公式、速度公式和加速度公式。位移公式\(h=\frac{1}{2}gt^2\)幫助我們計(jì)算物體在自由落體過(guò)程中下落的高度；速度公式\(v=gt\)則告訴我們物體在任意時(shí)刻的速度；加速度公式\(a=g\)則揭示了物體在自由落體過(guò)程中的加速度恒定不變。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我們學(xué)習(xí)了如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)步驟包括準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、記錄數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以更直觀地理解自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并計(jì)算出重力加速度的值。

此外，我們還討論了自由落體運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如跳傘運(yùn)動(dòng)、隕石墜落等。這些案例不僅讓我們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)有了更深的認(rèn)識(shí)，也讓我們