《自由落体运动》教学设计
一、教材分析
本节课选用人教版高中物理新课标必修一第二章第五节的内容，在此之前，教科书已安排了匀变速直线运动的内容以及匀变速直线运动的研究方法，有关打点计时器的使用方法和纸带的处理方法，因此自由落体运动可以作为匀变速直线运动的一个具体实例来进行讲解。因此，本节课既是对前面所学习到的知识的回顾与应用，同时也为日后学习平抛运动等复杂运动奠定基础。本节课的内容主要是组织同学们进行探究活动，培养同学们解决实际问题、探究规律的能力，同时对学生进行科学方法和科学思想的教育。本节课中还包含了大量的实验，通过实验起到培养学生学会研究物理问题方法的作用。
二、三维教学目标
1、知识与能力
1)了解有关自由落体的史实以及科学研究的一般方法。
2)能够运用自由落体运动的规律解决实际问题。
2、过程与方法
1)通过实验研究下落物体的性质。
2)学会运用理想化的方法来研究问题。
3)培养学生分析、综合、推理等思维能力。
3、情感态度价值观
培养学生实事求是的科学态度以及团队合作精神。
三、学情分析
在学习本节内容前，学生已经学习了匀变速直线运动的相关知识、打点计时器的使用方法以及纸带的处理方法，而自由落体作为匀变速直线运动的一个特殊的实例，其基本的研究方法与研究匀变速直线运动的方法是一致的，因此学生在知识上已经具备了接受自由落体运动知识的条件，在此时引入该内容是恰到好处的。但本节课面向的主要是高一学生，这部分学生已经具备了一定的实际生活经验，通常学生会认为物体越重下落的越快，这种错
误的“前概念”直接影响了对本节内容的学习，同时学生的抽象思维比较弱，因此教师需要创设物理情境，通过演示正确合理的实验来创建一定的具体形象模型，从而帮助学生建构正确的自由落体的概念，摒弃前概念的干扰。
四、 教学重难点
结合教材分析以及学情分析，制定了本节课的教学重难点。本节课的重点是掌握自由落体运动的概念以及规律，教师将利用具体实验以及理论解释来帮助学生掌握该重点知识。难点主要是对物体下落快慢与物体轻、重无关的理解以及运用自由落体运动规律解决实际问题，此难点主要是由学生“前概念”的干扰引起的，因此我们设计了一系列的实验来暴露学生的“前概念”，引起学生认知冲突，再引入牛顿管的实验彻底颠覆学生错误的“前概念”，从而帮助学生建构正确的自由落体的概念。
五、 教法与学法
本节课的教法主要采用讲授法、实验探究法，通过教师形象生动、富于引导式的讲解以及各种实验的配合，启发学生思维，使学生从感性认识上升到理性认识。同时在讲授知识的同时渗透探究的思想，在探究过程中讲授必要的物理知识。而对于学生，采用“提出问题→猜想→实验探究→分析论证→得出结论”的学法，利用实验探究启发学生学习兴趣，同时设计一系列的对比实验，使学生在认知上产生矛盾冲突，在解决与前概念的冲突中，一步一步的建构正确的知识体系，并且引导学生体会研究物理问题的一般方法。
六、 教学流程
七、 教学设计
1、 回顾匀加速直线运动的相关内容。
在新课之前教师和学生一起回顾匀加速直线运动的相关知识，包括
匀加速直线运动的规律： at
v v t +=0as v v t 2202=-知识回顾创设情境新课引入演示实验得出定义探究自由落体运动规律研究自由落体加速度规律应用作业布置
以及判断匀变速直线运动的方法：物体在相同的时间内通过的位移之差为定值。
设计意图：自由落体运动作为匀加速直线运动的一个具体实
例，它们的基本探究方法是一致的，因此在新课之前先对匀加速直线运动的相关知识做一个简单的回顾，作为本节课的预备知识。
2、 创设情境，引入自由落体现象。
◆ 教师给学生们展示生活中自由落体运动的图片，让同学们一起回忆生活中的此类现象，引发学生深入思考这类运动现象的性质、规律，从而进入本节课的学习。接着让学生观察将小铁球与纸片举到相同的高度，小铁球比小纸片的质量要重，同时由静止释放，请同学们思考哪个先落地？进行实验，观察到铁球先落地。再引导同学们通过观察到的实验现象并且结合实际生活中看到的现象，总结得到结论：似乎重的物体下落的更快一些。
设计意图：通过生活中的实例，唤起同学们对此类现象的前概念，通过演示实验，使同学们有一个具体的形象模型，这样一方面可以暴露出同学们错误的前概念，另一方面可以激发同学们学习新知识的兴趣。
◆ 引入亚里士多德的史实。让同学们思考亚里士多德通过观察大量物体下落现象归纳出：物体越重，下落得越快的结论是否是科学的？引发学生思考是不是重的物体一定比轻的物体下落的快的问题。 设计意图：利用史实，激发同学们学习兴趣，先得到与错误“前概念”相一致的结论，接着教师再利用提问的方式使2021at t v s +=
学生对已有的对自由落体运动的“前概念”产生疑问，为
接受新知识做好准备。
3、演示对比实验，得出自由落体运动的定义。
◆接下来教师让学生带着上面的问题来观看一下设计好的一组对比实
验。
➢两张纸平摊（纸的材料相同，质量不同），举到同一高度后，同时由静止释放。
➢把质量小的纸捏成纸团，举到同一高度，同时由静止释放。
让学生注意观察实验现象，并归纳总结此对比实验说明了什么，最后
再由教师总结：重的物体不一定下落的快而轻的物体不一定就下落的
慢。
设计意图：演示实验现象明显，同时实验简单易操作，学生
在课后也可以进行操作，而此对比实验很好的产生了矛盾的
结论，可以引起同学们的惊奇，使他们产生认识的冲突，激
发求知欲，并从心理上做好接受新知识的准备。
◆通过观察上面的实验，似乎得到了与实际生活经验相违背的结果，
此时教师再提问同学是什么原因造成了这样的现象？学生会很自然
的考虑到空气阻力的影响。再引导同学们思考是不是真的是由于空
气阻力的存在才导致矛盾的结论的产生呢？如果尽可能的减少空气
阻力的影响，即在没有空气的环境里进行该实验，结果又会是怎样
的呢？向同学们介绍牛顿管，接着做真空与非真空的毛钱管对比实
验，让学生观察实验现象。发现真空时羽毛与金属同时掉落到管底，
而放入气体后金属下落到管底，与之前铁球与纸片的实验现象一致
的。
