自由落體運動教學設計
【學習任務分析】
本節內容是對前幾節運動學的知識和研究方法的應用和提升。通過演示實驗和學生合作實驗，分析得出自由落體運動的性質，明確重力加速度的意義，不僅使學生對自由落體運動規律有具體、深入的認識和規律在實際問題中的應用，而且使學生在獨立獲取物理知識、探究物理規律、解決物理問題等方面獲得具體的成果，體驗科學研究的方法，讓學生得到成功的體驗，享受成功的愉悦，激發學習的熱情和責任感。
本節教學的重點在於引導學生思考研究自由落體運動的實驗原理和方法，特別是利用打點計時器記錄運動軌跡和時間的方法及實驗數據處理、結論得出、誤差分析等實驗方法。
本節教學的難點在於實驗探究的思路、方法。
【學習者分析】
學生前面已認識描述運動的基本物理量──位移、路程、速度、加速度，掌握勻變速直線運動的規律，並且通過對以上問題的研究，已體會到物理學研究問題的一些方法，如運用理想模型和數學方法(圖象、公式)，以及測加速度、處理實驗數據等方法。
【教學目標】
1.通過觀察演示實驗概括出自由落體運動的條件，滲透物理方法，從而培養學生的觀察、概括、科學抽象能力。
2.通過學生的合作實驗研究自由落體運動的規律，領會科學探究方法(提出問題、猜想假設、設計實驗方案、分析實驗數據、總結交流結論成果)，理解自由落體運動的實質是加速度為g的勻加速直線運動。
3.歸納出自由落體加速度的大小和方向，會判別不同地點重力加速度的大小。
4.運用理想化方法，通過比較重力與空氣阻力的大小，將實際問題轉化為自由落體問題。
5.會運用勻變速直線運動的規律解決自由落體的問題，激發學生探究科學的熱情，增強學生將物理知識應用於生活和生產的意識。
【教學過程設計】
讓學生利用已有的知識和方法，經歷科學探究的過程，培養科學探究能力，體現物理學是以實驗為基礎這一特點，具體設計思路流程如右圖。虛線框內為探究過程。
【教學過程】
通過演示實驗，引出要探究的問題
1.概括落體運動是豎直向下的直線運動
(1)懸掛在鐵架台上的小球，它受到幾個力的作用?(重力、懸線拉力)
演示1：用火將懸線燒斷，引導學生觀察小球的運動。
(學生觀察到：小球在重力作用下，沿豎直方向作直線運動。)
(2)落體運動是最常見的一種運動
演示2：石塊、粉筆頭從手中落下
(3)結論：任何物體只在重力作用下自由下落，都是沿着豎直方向作直線運動。
(過渡：這節課，我們就來學習一種特殊的下落運動。)
(板書：自由落體運動。)
2.物體下落快慢的因素分析
(1)提出問題：究竟是重的物體下落快還是輕的物體下落快呢?
演示3：等大鐵片和紙片同時、等高、無初速下落。
(學生觀察到：重的鐵片先落地。)
(2)得出“物體越重下落越快”的結論。觀點是否正確呢?你能否設計實驗證明你的觀點?
(激發學生思考)
(3)讓學生上講台演示其設計的實驗，並説明其觀點。
學生演示：較重的鐵紙片和輕小紙團同時、等高、無初速下落，或等大的.鐵片和紙片疊在一起無初速下落。
(學生觀察到：輕小紙團比較重的鐵片下落快，或鐵片和紙片一樣快。)
(4)引導學生得出正確結論
①根據前面的實驗和分析，同學們猜想一下，物體下落的快慢跟重力的大小有什麼關係呢?(生：沒有關係。)
②那怎麼解釋前面的實驗現象呢?
(生：空氣阻力影響了物體下落的快慢。)
③同學們猜想一下，如果完全沒有空氣阻力的影響，輕、重物體誰下落得快呢?
演示4：科普知識：1971年美國宇航員斯科特在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時下落，觀察到它們同時落到月球表面。
演示5：錢羽管實驗
(學生觀察到：在抽去空氣的錢羽管內，輕重不同的鐵片、羽毛同時落下。)
結論：在沒有空氣阻力時，物體下落的快慢跟物體重力無關。我們把這樣的運動稱為自由落體運動。
(板書：定義：物體只在重力作用下，由靜止開始的下落運動叫自由落體運動。)
(5)在日常生活中，我們平時見到的落體運動由於大氣層的存在，自由落體運動是一種理想運動，但掌握了這種理想運動的規律，也就為研究實際運動打下了基礎。當空氣阻力不太大，與重力相比較可以忽略時，實際的落體運動可以近似地當作自由落體運動。
(讓學生體會自由落體運動有着普遍的意義和現代科技的發展與人類科學探究進程的關係。)
演示6：體積相同的小木球和小鐵球同時、同高、無初速落下。
(學生觀察到：兩球幾乎同時落地。)
結論：(板書：自由落體運動的條件：a·從靜止開始下落，初速為零;b.只受重力，或其他力可忽略不計。)
(説明：讓學生思考、討論，明確空氣阻力使下落物體的運動表現得很複雜，科學研究的第一步是先忽略空氣阻力，研究物體不受空氣阻力的運動。在這樣的學習中，學生不僅可以提高觀察與推理的能力，而且會逐漸形成觀察與思考的習慣。)
(過渡：人們根據簡單的觀察所得到的直覺觀念和結論往往不一定都是可靠的，應當用科學實驗對它們進行檢驗。)
