自由落體運動教學設計

王慧

【摘要】本文基于“00后”學生的好奇心旺盛，接受信息能力強，但意志力和堅持性弱的特點進行“自由落體運動”的教學設計，突出趣味小游戲在物理教學中的應用，強調電影、電視、動畫場景和生活實際的引入對學生學習熱情的積極影響。

【關鍵詞】自由落體運動 教學設計

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）15-0177-02

老船票無法登上“00后”的新船，依據(jù)“00后”學生的基本特點，針對性地設計教學，創(chuàng)設知識性和趣味性并舉的課堂是首要任務。

一、設計思想

“00后”學生相較于“80后”、“90后”大有不同，他們具有更加優(yōu)渥的家庭條件，更加早熟，視野更開闊，見識更廣泛，具有強大的好奇心和信息接受能力，同時他們也缺乏堅韌的意志，更容易輕言放棄，因此在課堂學習中，他們很難集中注意力，往往出現(xiàn)開小差的情況，導致課堂效率低下。針對“00后”學生的這些特質，為學生創(chuàng)設生動活潑的課堂教學環(huán)境，讓學生在課堂上能夠保持高昂的學習熱情，進而提高課堂學習效率是本次教學設計的主要目標。

二、教學過程

1.課堂引入

（1） 分組小游戲：“你能抓住這把尺嗎？”

由教師與一位學生做演示，再以兩人為一小組進行游戲。

點評：以游戲為載體，提升學生參與度的同時，引入落體運動及反應時間的概念。

（2） 展示圖片：“秒速5厘米”，“跳傘運動”及“雨滴飄落”。

提問：觀察并指出上述情景中物體的運動具有哪些相似特點。

綜合學生表述，教師總結：圖片中的物體做無初速度下落的運動，即落體運動。

點評：取動畫“秒速5厘米”中櫻花飄落圖景及生活中雨滴飄落的場景，融物理于生活，從學生生活取材，促成物理與生活緊密相連，不可分割觀念的形成。

2.對落體運動的相關思考

（1）著名先哲亞里士多德對落體運動的思考：“越重的物體下落的越快”

提問：對亞里士多德的結論你有什么看法？并說出理由。

點評：調動學生的發(fā)散思維，促進學生將物理結論與生活實際相結合，培養(yǎng)學生從生活中選取實例作為自己論據(jù)的能力。

（2）總結學生表述，引出教師演示實驗（1）

實驗目的：質量是否是影響物體快慢的重要因素？

1）紙片與硬幣從同一高度下落

現(xiàn)象：重的物體下落的快

2）紙團與硬幣從同一高度下落

現(xiàn)象：輕重不同的物體下落一樣快

結論：物體下落快慢與物體的質量無關。

提問：什么因素影響物體下落快慢？

引出空氣阻力可能是影響物體下落快慢的一個重要因素。

點評：控制兩次實驗中紙片的質量不變，通過不同的實驗現(xiàn)象合理排除質量這一因素。

（3）教師演示實驗（2）

“牛頓管”實驗

點評：承接上一個對比實驗，營造一種近似真空的情境，觀察“牛頓管”中羽毛和鐵片兩次不同的下落情況。引導學生通過對比實驗檢驗自己的猜想，體現(xiàn)物理實驗在物理規(guī)律得出過程中的重要作用，潛移默化地將這種實驗思維傳導給學生。

結論：空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素。

（4）引出自由落體運動的定義與條件

自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。

提問：自由落體運動的運動性質是怎樣的？

點評：在必修一第一章和第二章學習的基礎上，對自由落體運動的性質進行合理猜想。引出自由落體運動是一種初速度為零、速度不斷增加的加速運動。

3.自由落體運動的運動性質研究

（1）軟件演示頻閃照片法

取重物做自由落體運動的照片，結合照片中重物下落的數(shù)據(jù)，引導學生采用逐差法分析出自由落體運動是一種初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動。

點評：強調物理是一門以實驗為基礎的學科，物理學中幾乎所有結論和規(guī)律的得出都要經(jīng)過實驗的檢測。將科學實驗的思想傳達給學生，并且說明只要有實驗，必然有實驗誤差，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。

（2）展示表格——重力加速度g在不同城市的數(shù)值

提問：重力加速度與緯度的關系？

點評：引導學生發(fā)現(xiàn)重力加速度隨著緯度的升高而增大的規(guī)律，加入南京地區(qū)的重力加速度，貼近學生生活實際。

（3）結論

運動性質：初速度為零的勻變速直線運動。

重力加速度：；大小：一般可取或；方向：豎直向下。

速度公式：；位移公式：；速度-位移公式：。

4. 鞏固應用

（1）用小游戲“你能抓住這把尺嗎？”粗略估算自己的反應時間。

原理：；。

點評：首尾呼應，將物理與游戲相結合，寓教于樂，增加課堂趣味性的同時，提高了學生的參與度，讓學生從枯燥的知識學習中解脫出來，從游戲中體會物理之美。

（2）雨滴通常從1500 m左右的高度落下，如果沒有空氣阻力，問經(jīng)過多長時間落到地面？它落到地面時的速度是多少？（g 取 ）（）（高鐵時速：290km/h～310km/h）

解：如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運動可以看出成自由落體運動，由公式得

雨滴落地時的速度為

討論：實際上雨滴落到地面的速度不超過，說明物體從很高的地方下落時，空氣阻力不可忽略的，有時空氣阻力可以大到等于物體的重力。

（3）從離地面800m的空中自由下落一個小球，不計空氣阻力，g取10m/s2，求：

1）小球落到地面的時間

2）落下一半的時間時的速度

3）從開始下落的時刻起，第1s內和最后1s內的位移

點評：通過一道簡單計算題讓學生學會合理運用速度公式，位移公式；提供多種解題方法，鍛煉學生的發(fā)散思維。

5.作業(yè)布置

《自主學習與測評》大本“自由落體運動” 的例1、例2和隨堂練習1，2，3。

三、 教學反思

在“自由落體運動的教學設計”中，先是以一個“落尺游戲”為起始，讓學生在輕松愉悅的氛圍中進入課堂學習；其次，“落尺游戲”又是粗略估算個人反應時間的一種方法，在課堂的結尾處，通過對“落尺游戲”測反應時間的原理探討，將其與自由落體運動的基本公式緊密結合起來，首尾呼應，寓教于樂。基于“00后”學生缺乏意志力和堅持性的特點，在本次教學設計中穿插了多處與電影，動畫以及生活聯(lián)系緊密的圖片和案例，例如引入落體運動時，加入的“秒速5厘米”中櫻花飄落的圖片；介紹各緯度地區(qū)的重力加速度時，加入南京地區(qū)的重力加速度大小，同時粗略估算南京所處緯度范圍；最后加入雨滴下落的例子，比較如果雨滴做自由落體運動，那么其到達地面的速度與高鐵的速度的大小關系。

參考文獻：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中物理課程標準實驗教科書（必修一）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]吳增強.現(xiàn)代學校心理[M].上海科學技術文獻出版社，2005.