司南版高中物理必修1教案設(shè)計(jì)

1、司南版高中物理必修 1 教案設(shè)計(jì) 3.3 自由落體運(yùn)動本節(jié)教學(xué)案例設(shè)計(jì)人：福州三中 林杰一、教學(xué)內(nèi)容分析1、內(nèi)容與位置本節(jié)為一般高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)共同必修模塊“ 物理 描述” 中所涉及到的內(nèi)容；內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中這節(jié)有關(guān)的條目是：1” 中第一個二級主題“ 運(yùn)動的（1）通過史實(shí),初步明白近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,熟悉試驗(yàn)對物理學(xué)進(jìn)展的推動作用；（2）經(jīng)受勻變速直線運(yùn)動的試驗(yàn)過程,懂得位移、 速度和加速度, 明白勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,作用；本節(jié)教學(xué)內(nèi)容要表達(dá)試驗(yàn)在熟悉自由落體規(guī)律中的作用,體的爭論,體會科學(xué)爭論方法對物理學(xué)進(jìn)展的作用；體會試驗(yàn)在發(fā)覺自然規(guī)律中的 并通過介紹伽利略對自由落物體的下落運(yùn)動是日常生活

2、中最為常見的現(xiàn)象,同學(xué)對物體的下落運(yùn)動已有自己的認(rèn) 識,這可以成為教學(xué)的起點(diǎn),通過試驗(yàn)和科學(xué)的辨析,熟悉自由落體運(yùn)動的規(guī)律；自由落體 運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動的一個重要實(shí)例,通過自由落體直線運(yùn)動規(guī)律的爭論,加深對勻變速“ 提出假設(shè)數(shù)學(xué)推 直線運(yùn)動規(guī)律的懂得；另外, 在學(xué)習(xí)過程中要讓同學(xué)逐步體會伽利略的 理試驗(yàn)驗(yàn)證合理外推”的爭論方法, 伽利略對自由落體的爭論開創(chuàng)了科學(xué)的試驗(yàn)方 法,促進(jìn)了物理學(xué)的進(jìn)展 , 為人類熟悉自然供應(yīng)了一種重要的爭論方法 . 因此,伽利略對自由 落體的爭論是方法訓(xùn)練和情感訓(xùn)練的好素材,教學(xué)過程仍應(yīng)讓同學(xué)感受科學(xué)家的探究精神；2、教學(xué)目標(biāo)（1）用抱負(fù)化的方法比較重力與空氣阻力的

3、大小,識別自由落體運(yùn)動；（2）通過試驗(yàn)探究熟悉自由落體運(yùn)動特點(diǎn)和規(guī)律,體驗(yàn)物體下落的快慢,明白生活中 物體的下落運(yùn)動；（3）體會伽利略爭論自由落體運(yùn)動的科學(xué)思維方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究精神；（4）體會試驗(yàn)在物理問題爭論中的作用；3、重點(diǎn)、難點(diǎn)探究自由落體運(yùn)動規(guī)律的過程,體會伽利略的科學(xué)推理方法是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)；重力加速度的測量是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)；二、案例設(shè)計(jì)（一）新課的引入 師：請同學(xué)們從生活體會動身對物體下落快慢情形提出自己的看法,并舉例說明；說明：讓同學(xué)展現(xiàn)對物體下落已有的體會熟悉,并引導(dǎo)同學(xué)留意觀看身邊物理現(xiàn)象,體會到物理學(xué)問就在我們身邊,感悟物理規(guī)律爭論的價值；猜測：同學(xué)對物體下落的熟悉可

4、能有下面幾種 1重的物體下落快；例如：小石塊下落的比樹葉快2輕和重的物體下落一樣快；例如：小石塊和小紙團(tuán)下落的一樣快 3體積小的物體下落的比大的物體下落快；例如：小球下落的比氣球快 4物體在下落過程中,速度越來越大；例如：小石塊下落5物體下落的很快,例如：從 3 層樓高出物體下落的樓底,只需 1 秒多一點(diǎn)時間 6 師：同學(xué)們提出的這些看法從每個實(shí)例上看都是正確的 互沖突的結(jié)論呢？是什么緣由造成的？, 那么為什么物體下落有這些相說明：讓同學(xué)對已有觀點(diǎn)進(jìn)行分析和比較,提出新的問題,然后對新問題進(jìn)行進(jìn)一步的爭論；對已有 現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的摸索和分析是科學(xué)爭論的起點(diǎn)；猜測：同學(xué)分析出的緣由可能是：

5、1有沒有受到空氣阻力；2空氣阻力和物體的重力；師：當(dāng)物理現(xiàn)象可能與幾個因素有關(guān)時如何爭論下去？可通過試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的爭論；也可以通過科學(xué)的推理進(jìn)一步爭論；下面先通過試驗(yàn)來爭論阻力和重力對物體下落的影響；請同學(xué)們針對這個問題設(shè)計(jì)試驗(yàn)；說明：對于遇到的問題和困難如何進(jìn)一步爭論下去,這是要讓同學(xué)體會的,因此在學(xué)習(xí)中不要只給同學(xué)唯獨(dú)正確的方法和過程,讓同學(xué)嘗試中體驗(yàn)勝利和失敗的歡樂；猜測：同學(xué)提出的試驗(yàn)方案可能是：1拿兩張相同的紙張,一張揉成紙團(tuán),另一張不變；讓它們一起下落；那么觀看到現(xiàn)象來說明空氣 阻力對物體下落的影響；（空氣阻力阻礙物體向下運(yùn)動,沒有阻力情形下物體運(yùn)動的快）2拿重量不一樣的木球和和

6、鐵球,讓它們一起下落；拿重量不一樣的紙片和硬紙片讓它們一起下落；這組試驗(yàn)發(fā)覺在有空氣阻力和沒有空氣阻力的情形下物體下落情形不一樣；3 師：從同學(xué)們的試驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？說明： 以往結(jié)論往往是老師直接給出,沒有給同學(xué)摸索總結(jié)的時間,這樣同學(xué)的試驗(yàn)只流于形式, 沒有達(dá)到揭示通過試驗(yàn)揭示現(xiàn)象本質(zhì)的功能,題的樂趣；猜測：同學(xué)對試驗(yàn)現(xiàn)象的觀看和摸索可能得出的結(jié)論是同時也不能給同學(xué)帶來爭論問（1）空氣阻力對物體下落是有影響的,同一物體受到空氣阻力時運(yùn)動的較慢；2當(dāng)有受到空氣阻力時物體下落仍與物體重力有關(guān) 3當(dāng)物體在沒有受到空氣阻力的情形下,物體下落的快慢好像與重力無關(guān) 4 師：從以上爭論中,我們可以發(fā)覺

7、空氣阻力對物體下落的確有影響,而且較為復(fù)雜,日 , 經(jīng)?？梢院鲆?常生活中很多物體下落時受到的空氣阻力很小 , 與物體的重力比較小的很多 不計(jì),我們今日就是爭論在沒有空氣阻力的情形下物體的下落情形,這種運(yùn)動就叫自由落體 運(yùn)動；（二）自由落體運(yùn)動 1、輕、重物體自由落體運(yùn)動的過程運(yùn)動情形一樣下落的一樣快老師通過牛頓管演示試驗(yàn)來證明在沒有空氣阻力的情形下,輕、重物體下落情形一樣；試驗(yàn)裝置如右圖所示,在一根長約 1.5m 的玻璃管中,放入一些外形 和重力均不同的小物體,如羽毛、金屬片、軟木塞、小玻璃球等；演示試驗(yàn)時按如下步驟：（1）不抽出玻璃管中的空氣,將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形（2）抽去玻

8、璃管中部分空氣,將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形（3）連續(xù)抽泣玻璃管中空氣,再將玻璃管倒立過來,觀看物體下落情形在 師：從該試驗(yàn)中,同學(xué)們看到什么現(xiàn)象,從這些現(xiàn)象中說明白什么問題？說明： 演示試驗(yàn)的功能是為了揭示現(xiàn)象的本質(zhì),提高同學(xué)學(xué)習(xí)的愛好；演示試驗(yàn)中如何提高同學(xué)觀看的愛好是老師在完成試驗(yàn)過程中要考慮的；本演示試驗(yàn)并沒有一下就做“ 真空” 情形下,物體下落的情形；而是不斷地抽出玻璃管中的空氣,觀看減小物體下落阻力, 物體的運(yùn)動情形；這樣每次試驗(yàn)現(xiàn)象均不相同,有利于形成科學(xué)的觀看習(xí)慣和觀看敏捷性；猜測：同學(xué)可能的觀看到的現(xiàn)象和結(jié)論 1玻璃管中空氣越少,那么物體運(yùn)動快慢越一樣 2可以推出在沒有

9、空氣阻力的情形下,輕、重物體下落的一樣快 在同學(xué)得出不同物體自由落體運(yùn)動情形一樣后,老師介紹伽利略是如何對亞里士多德對 物體下落的爭論結(jié)論產(chǎn)生懷疑,通過推理進(jìn)行進(jìn)一步分析得出輕、重物體下落是一樣快的；分析方法如下：在古希臘哲學(xué)家,亞里士多德認(rèn)為物體下落的速度與物體所受的重力大小成正比,即重物比輕物先落 地；伽利略用亞里士多德的觀點(diǎn)推出了相互沖突的結(jié)果；他說假如重的物體先落地,那么把輕的物體和重 的物體栓在一起,那么它比重的物體仍重,依據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)它下落的地面的時間應(yīng)比重的物體短；但我們再依據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn),重物下落的比輕物快,那么在下落過程中,重物會受到輕物的牽扯而變 慢,輕物會受到重

10、物的牽扯而變快；那么拴在一起的物體下落的速度應(yīng)比重物下落的速度慢；這樣伽利略 就用亞里士多德的觀點(diǎn)推出兩個相互沖突的結(jié)論,這說明亞里士多德的觀點(diǎn)是有缺陷的,因此伽利略認(rèn)為 輕、重不同的物體它們下落的速度是一樣的；為了說明他對物體下落的結(jié)論是正確的的,據(jù)說他在比薩斜 塔上把木球和銅球同時下落,發(fā)覺它們幾乎同時落地；伽利略利用科學(xué)的思辨方法指出了亞里士多德對物體下落的觀點(diǎn)的沖突通過試驗(yàn)揭示 了物體自由落體運(yùn)動的規(guī)律；2、自由落體運(yùn)動的加速度 師：自由落體運(yùn)動的規(guī)律都相同,用什么物理量來表示自由落體的運(yùn)動規(guī)律呢？說明：在爭論得出輕、重不同的物體自由落體運(yùn)動的一樣快后,同學(xué)很可能會產(chǎn)生這樣的疑問,為什

11、 么輕重物體下落的會一樣快？其內(nèi)在緣由是什么？產(chǎn)生這樣的疑問是特別好的,對這個問題的摸索和爭論 正是揭示了力和運(yùn)動之間的關(guān)系；但并不是本節(jié)課爭論的主要問題；因此在此處,老師通過問題把同學(xué)的 思維引導(dǎo)到爭論自由落體運(yùn)動規(guī)律這方面；假如同學(xué)有這方面的疑問,老師應(yīng)給以積極的確定,并且勉勵 同學(xué)課可后給以解決；猜測：同學(xué)對老師提出的問題可能的答案是 1用物體的速度來表示 2用物體的運(yùn)動加速度來表示 引導(dǎo)同學(xué)熟悉到物體運(yùn)動的加速度是用于確定物體的運(yùn)動快慢,知道物體運(yùn)動的加速度 就能知道物體的運(yùn)動速度的變化規(guī)律,知道物體的速度變化規(guī)律就能知道物體的位置變化規(guī) 律,因此只要知道物體的運(yùn)動加速度（和運(yùn)動初速度

12、）就能知道物體的運(yùn)動規(guī)律；師：那么如何測得自由落體運(yùn)動的加速度呢？請摸索測量重力加速度的試驗(yàn)方案？說明：自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動的一個實(shí)際例子,本節(jié)課目的不僅要讓同學(xué)熟悉到自由落體運(yùn) 動的規(guī)律,而且仍要通過對自由落體運(yùn)動的爭論來加深對勻變速直線規(guī)律的把握和應(yīng)用；因此可讓同學(xué)利 用所學(xué)勻變速直線來設(shè)計(jì)來爭論自由落體運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律；猜測：同學(xué)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案可能是：1讓小球從高為 h 下落,測出下落所用時間 t ；那么自由落體運(yùn)動的加速度為g2 h（此種方法由t2于物體自由落體運(yùn)動很快,因此時間的測量較難；此種方法并不行行）2利用打點(diǎn)計(jì)時來測量自由落體運(yùn)動的加速度gTs 2（重物重力應(yīng)較大,這樣

13、才能使重物在下落過程中受到的阻力可以忽視不計(jì),本試驗(yàn)簡潔實(shí)現(xiàn)）3利用閃光照片來測量自由落體運(yùn)動的加速度gTs 2（本試驗(yàn)試驗(yàn)誤差最小,但不簡潔在課堂上實(shí)現(xiàn),但這種方法老師應(yīng)當(dāng)賜予介紹）在同學(xué)溝通爭論試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案中,應(yīng)讓他們對各種方案闡述自己的觀點(diǎn),反思方案中的問題；老師 可依據(jù)教學(xué)實(shí)際情形支配試驗(yàn)（打點(diǎn)計(jì)時器試驗(yàn)）或直接給出打點(diǎn)器打出自由落體運(yùn)動的紙帶（或自由落 體運(yùn)動的閃光照片） ,讓同學(xué)分析得出測量出自由落體運(yùn)動的加速度重力加速度；老師在同學(xué)算出重力加速度后,老師可以供應(yīng)不同緯度上的重力加速度,讓同學(xué)發(fā)覺地球不同緯度的 重力加速度是不一樣的,它會隨緯度的增大而增大； （這點(diǎn)可以在學(xué)習(xí)萬有

14、引力定律后給出更好,因此老師 可以依據(jù)同學(xué)情形自行取舍；假如同學(xué)能提出為什么重力加速度會隨緯度的增大而增大？那么老師應(yīng)給以 確定,勉勵同學(xué)探究其產(chǎn)生的緣由）3自由落體運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用 生活中很多物體的下落都可以看成自由落體運(yùn)動；如石塊下落、花盆下落 ；1請同學(xué)們估算從三樓涼臺上下落的花盆,經(jīng)過多長時間到達(dá)地面,到達(dá)地面速度多 大？說明：該例題讓同學(xué)體驗(yàn)物理現(xiàn)象就在我們身邊, 體驗(yàn)自由落體運(yùn)動的快慢；讓同學(xué)學(xué)會估算的方法；分析和解：每層樓樓高約 2.8m左右三樓涼臺離地面高度 h2.8 22.8 36.5m 依據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律：h1 gt2t2 hg2.6 1051 . 14 s 花盆落地速度：

15、 vgt 11.4（m）老師在同學(xué)解題的過程,應(yīng)教同學(xué)估算樓高的方法,知道每層樓高； 解題后應(yīng)對結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的爭論； 如：問三層樓掉下的花盆到達(dá)地面所用時間1.14s 是長仍是短, 那么住在高樓同學(xué)應(yīng)留意什么？進(jìn)入工地為什么必需戴上安全帽？ 等很多實(shí)際問題；在同學(xué)體驗(yàn)到自由落體運(yùn)動下落很快后,老師可以介紹伽利略是如何通過試驗(yàn)和推理來爭論自由落體的運(yùn)動的規(guī)律的；（當(dāng)時沒有打點(diǎn)計(jì)時器和閃光照相的方法,也就是這么短的時間是沒有方法測量的；伽利略是如何解決這樣的問題？）話一書）2請同學(xué)們利用刻度尺設(shè)計(jì)測量人的反應(yīng)時間（參考伽利略兩種新科學(xué)的對說明： 在應(yīng)用物理規(guī)律時,不僅要做鞏固性練習(xí),而且要結(jié)合實(shí)際問題情形讓同學(xué)在做的過程體驗(yàn)如何應(yīng)用物理學(xué)問解決問題特殊是方案設(shè)計(jì)的爭論有助于促進(jìn)同學(xué)各方面的進(jìn)展,提高同學(xué)學(xué)習(xí)的愛好；這個問題同學(xué)可在課堂完成也可在可后完成；三、案例評析：本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)不僅留意同學(xué)新學(xué)問的形成過程,讓同學(xué)在學(xué)習(xí)學(xué)問的同時體會如何進(jìn)行科學(xué)的思維和試驗(yàn)；而且在教學(xué)過程中留意調(diào)動同學(xué)自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性,教學(xué)設(shè)計(jì)留意表達(dá)物理學(xué)的價值,在教與學(xué)的過程中促進(jìn)同學(xué)科學(xué)的價值觀和世界觀的形成；本設(shè)計(jì)從同學(xué)日常生活中的例子動身引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)一步的摸索,發(fā)覺問題, 然