课题研究球形物体空气阻力大小与速率关系的研究教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.docx

课题研究球形物体空气阻力大小与速率关系的研究教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

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设计思路

本节课以探究球形物体在空气阻力作用下的运动规律为核心，结合人教版（2019）必修第一册物理课本中关于力和运动的相关内容，设计如下教学流程：首先，通过引导学生回顾课本中关于空气阻力的基本概念，激发学生对空气阻力与速率关系的探究兴趣；其次，通过实验演示和数据分析，让学生直观感受球形物体在不同速率下空气阻力的大小变化；最后，引导学生运用物理学原理，分析实验结果，得出球形物体空气阻力大小与速率关系的结论，从而加深对物理概念的理解和运用。整个教学过程注重理论与实践相结合，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

核心素养目标

培养学生科学探究能力，通过实验观察和分析球形物体空气阻力与速率的关系，发展学生的实验设计与操作技能；培养物理观念与应用能力，使学生能够运用物理学原理解释生活中的现象，提升解决实际问题的能力；同时，培育学生的科学态度与责任，激发学生探索未知、追求真理的内在动力。

学习者分析

1.学生已经掌握了力的基本概念、牛顿运动定律以及摩擦力的相关知识，对物体的运动和力的作用有了一定的认识。

2.学生对于实验操作具有浓厚的兴趣，具备一定的实验操作能力，喜欢通过动手实验来探究物理现象。他们在学习过程中倾向于直观、形象的学习风格，喜欢通过实例和实验来理解抽象的物理概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：

-对空气阻力这一抽象概念的理解可能存在困难，需要通过实验和实际现象来加深理解；

-实验过程中，对实验数据的收集和处理可能不够精确，需要引导学生掌握科学的数据分析方法；

-在理论分析阶段，可能难以将实验结果与物理学原理相结合，需要教师引导和启发，帮助学生形成完整的物理思维。

教学方法与手段

1.教学方法：采用讲授法引入空气阻力的概念，讨论法引导学生探讨阻力与速率的关系，实验法让学生通过实际操作验证理论。

2.教学手段：利用多媒体设备展示球形物体在空气中的运动视频，使用教学软件模拟空气阻力对物体运动的影响，通过实物演示实验增强直观感受。

教学过程

1.导入新课

-“同学们，我们在之前的课程中学习了力的基本概念和牛顿运动定律。今天，我们将探讨一个新的物理现象——空气阻力。请大家思考一下，当物体在空气中运动时，会受到哪些力的影响？”

2.理论讲解

-“首先，让我们回顾一下空气阻力的定义。空气阻力是指物体在运动过程中，由于与空气分子的相互作用而产生的阻碍运动的力。接下来，我会讲解空气阻力与物体速率之间的关系。”

-“根据课本内容，我们可以知道，当物体速率增加时，空气阻力也会相应增加。那么，这种关系具体是如何的呢？我们来分析一下公式和原理。”

3.实验演示

-“为了更直观地感受空气阻力与速率的关系，我们来进行一个实验。我会使用一个球形物体，在不同的速率下让它通过空气，大家观察它的运动情况。”

-“（进行实验演示）大家看到了吗？当球形物体速率较低时，空气阻力较小，物体运动较为顺畅；而当速率提高时，空气阻力明显增大，物体运动变得缓慢。这就是我们今天要研究的核心内容。”

4.学生实验操作

-“现在，请大家分成小组，每组都会得到一个球形物体和一些实验器材。我将指导大家如何进行实验，来验证空气阻力与速率之间的关系。”

-“（指导学生进行实验）首先，设定不同的速率，记录下球形物体在每种速率下的运动距离和时间。注意，实验过程中要尽量保持其他条件不变，确保实验结果的准确性。”

5.数据分析与讨论

-“好的，大家已经完成了实验，现在我们来分析一下收集到的数据。请每个小组汇报你们的实验结果。”

-“（学生汇报）根据你们的实验数据，我们可以得出什么结论呢？空气阻力与速率之间的关系是如何变化的？请大家在小组内进行讨论，并准备向全班分享你们的发现。”

6.理论与实践结合

-“现在，让我们将实验结果与课本中的理论相结合。根据实验数据，我们可以看到，当速率增加时，空气阻力确实也随之增大。这与我们之前讲解的理论是一致的。”

-“请大家思考一下，为什么会出现这种现象？空气阻力的大小与哪些因素有关？我们可以从分子层面上解释这一现象。”

7.总结与拓展

-“通过今天的实验和讨论，我们深入理解了空气阻力与速率之间的关系。这种关系在我们的生活中非常常见，比如汽车行驶时的阻力、飞机的升力等。”

-“接下来，请大家思考一个问题：如果我们要设计一种减少空气阻力的物体，我们应该如何设计？请大家发挥创意，尝试提出一些可能的解决方案。”

8.布置作业

-“今天的作业是：结合我们今天的实验和讨论，写一篇短文，描述空气阻力与速率之间的关系，并举例说明这一关系在实际