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自由落体运动教学设计

2018-05-21王慧

课程教育研究 2018年15期
关键词:雨滴重力加速度

王慧

【摘要】本文基于“00后”学生的好奇心旺盛,接受信息能力强,但意志力和坚持性弱的特点进行“自由落体运动”的教学设计,突出趣味小游戏在物理教学中的应用,强调电影、电视、动画场景和生活实际的引入对学生学习热情的积极影响。

【关键词】自由落体运动 教学设计

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)15-0177-02

老船票无法登上“00后”的新船,依据“00后”学生的基本特点,针对性地设计教学,创设知识性和趣味性并举的课堂是首要任务。

一、设计思想

“00后”学生相较于“80后”、“90后”大有不同,他们具有更加优渥的家庭条件,更加早熟,视野更开阔,见识更广泛,具有强大的好奇心和信息接受能力,同时他们也缺乏坚韧的意志,更容易轻言放弃,因此在课堂学习中,他们很难集中注意力,往往出现开小差的情况,导致课堂效率低下。针对“00后”学生的这些特质,为学生创设生动活泼的课堂教学环境,让学生在课堂上能够保持高昂的学习热情,进而提高课堂学习效率是本次教学设计的主要目标。

二、教学过程

1.课堂引入

(1) 分组小游戏:“你能抓住这把尺吗?”

由教师与一位学生做演示,再以两人为一小组进行游戏。

点评:以游戏为载体,提升学生参与度的同时,引入落体运动及反应时间的概念。

(2) 展示图片:“秒速5厘米”,“跳伞运动”及“雨滴飘落”。

提问:观察并指出上述情景中物体的运动具有哪些相似特点。

综合学生表述,教师总结:图片中的物体做无初速度下落的运动,即落体运动。

点评:取动画“秒速5厘米”中樱花飘落图景及生活中雨滴飘落的场景,融物理于生活,从学生生活取材,促成物理与生活紧密相连,不可分割观念的形成。

2.对落体运动的相关思考

(1)著名先哲亚里士多德对落体运动的思考:“越重的物体下落的越快”

提问:对亚里士多德的结论你有什么看法?并说出理由。

点评:调动学生的发散思维,促进学生将物理结论与生活实际相结合,培养学生从生活中选取实例作为自己论据的能力。

(2)总结学生表述,引出教师演示实验(1)

实验目的:质量是否是影响物体快慢的重要因素?

1)纸片与硬币从同一高度下落

现象:重的物体下落的快

2)纸团与硬币从同一高度下落

现象:轻重不同的物体下落一样快

结论:物体下落快慢与物体的质量无关。

提问:什么因素影响物体下落快慢?

引出空氣阻力可能是影响物体下落快慢的一个重要因素。

点评:控制两次实验中纸片的质量不变,通过不同的实验现象合理排除质量这一因素。

(3)教师演示实验(2)

“牛顿管”实验

点评:承接上一个对比实验,营造一种近似真空的情境,观察“牛顿管”中羽毛和铁片两次不同的下落情况。引导学生通过对比实验检验自己的猜想,体现物理实验在物理规律得出过程中的重要作用,潜移默化地将这种实验思维传导给学生。

结论:空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素。

(4)引出自由落体运动的定义与条件

自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

提问:自由落体运动的运动性质是怎样的?

点评:在必修一第一章和第二章学习的基础上,对自由落体运动的性质进行合理猜想。引出自由落体运动是一种初速度为零、速度不断增加的加速运动。

3.自由落体运动的运动性质研究

(1)软件演示频闪照片法

取重物做自由落体运动的照片,结合照片中重物下落的数据,引导学生采用逐差法分析出自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

点评:强调物理是一门以实验为基础的学科,物理学中几乎所有结论和规律的得出都要经过实验的检测。将科学实验的思想传达给学生,并且说明只要有实验,必然有实验误差,培养学生科学严谨的实验态度。

(2)展示表格——重力加速度g在不同城市的数值

提问:重力加速度与纬度的关系?

点评:引导学生发现重力加速度随着纬度的升高而增大的规律,加入南京地区的重力加速度,贴近学生生活实际。

(3)结论

运动性质:初速度为零的匀变速直线运动。

重力加速度:;大小:一般可取或;方向:竖直向下。

速度公式:;位移公式:;速度-位移公式:。

4. 巩固应用

(1)用小游戏“你能抓住这把尺吗?”粗略估算自己的反应时间。

原理:;。

点评:首尾呼应,将物理与游戏相结合,寓教于乐,增加课堂趣味性的同时,提高了学生的参与度,让学生从枯燥的知识学习中解脱出来,从游戏中体会物理之美。

(2)雨滴通常从1500 m左右的高度落下,如果没有空气阻力,问经过多长时间落到地面?它落到地面时的速度是多少?(g 取 )()(高铁时速:290km/h~310km/h)

解:如果没有空气阻力,雨滴下落的运动可以看出成自由落体运动,由公式得

雨滴落地时的速度为

讨论:实际上雨滴落到地面的速度不超过,说明物体从很高的地方下落时,空气阻力不可忽略的,有时空气阻力可以大到等于物体的重力。

(3)从离地面800m的空中自由下落一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:

1)小球落到地面的时间

2)落下一半的时间时的速度

3)从开始下落的时刻起,第1s内和最后1s内的位移

点评:通过一道简单计算题让学生学会合理运用速度公式,位移公式;提供多种解题方法,锻炼学生的发散思维。

5.作业布置

《自主学习与测评》大本“自由落体运动” 的例1、例2和随堂练习1,2,3。

三、 教学反思

在“自由落体运动的教学设计”中,先是以一个“落尺游戏”为起始,让学生在轻松愉悦的氛围中进入课堂学习;其次,“落尺游戏”又是粗略估算个人反应时间的一种方法,在课堂的结尾处,通过对“落尺游戏”测反应时间的原理探讨,将其与自由落体运动的基本公式紧密结合起来,首尾呼应,寓教于乐。基于“00后”学生缺乏意志力和坚持性的特点,在本次教学设计中穿插了多处与电影,动画以及生活联系紧密的图片和案例,例如引入落体运动时,加入的“秒速5厘米”中樱花飘落的图片;介绍各纬度地区的重力加速度时,加入南京地区的重力加速度大小,同时粗略估算南京所处纬度范围;最后加入雨滴下落的例子,比较如果雨滴做自由落体运动,那么其到达地面的速度与高铁的速度的大小关系。

参考文献:

[1]人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心.普通高中物理课程标准实验教科书(必修一)[M].北京:人民教育出版社,2010.

[2]吴增强.现代学校心理[M].上海科学技术文献出版社,2005.

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