对自由落体运动教学的思考(修改稿)12.28
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《自由落体运动》教学设计与反思《《自由落体运动》教学设计与反思》这是优秀的教学设计文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!【教学目标】一、知识目标1.知道什么是自由落体运动。
2.知道什么是重力加速度,知道重力加速度的方向和通常的取值。
3.会应用相应的运动学公式解答有关自由落体运动的问题。
二、能力目标调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述。
三、德育目标利用课后的阅读材料,介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究,使学生体会到科学探索的艰辛,挖掘素材。
【教材分析】教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法。
研究自由落体运动时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可。
教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实。
由知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析。
【教法建议】可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法。
【教学重点】认识自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题。
【实验器材】牛顿管、橡皮块、两张相同的纸。
【教学难点】自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。
【教学过程】一、自由落体运动1.思考与讨论:(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一张纸和一块橡皮下落的现象)师:是否一定是重的物体下落的快?在17世纪时著名物理学家伽利略就用一种巧妙的推理方法来进行推理:①假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==自由落体运动教学设计及反思趣味实验虽简单,但对其的热情高涨出乎教学前的预料;自行制作的测定反映时间尺效果非常好;教学软件的使用也让学生体会到科技的力量。
下面是小编收集的自由落体运动教学设计及反思,欢迎大家阅读,希望大家喜欢。
自由落体运动教学设计一、课程分析1.本节课使用的教材是《普通高中课程标准实验教科书物理(必修1)(人民教育出版社)》,教学的内容是第二章第5节关于自由落体运动的内容。
2.教学内容(教学重点、难点、关键)(1)自由落体运动的研究历程中体现出来的科学研究方法。
(2)对自由落体运动规律的实验探究过程。
(3)运用自由落体运动的规律解决简单问题。
二、学情分析1.学生在刚学完匀变速直线运动的规律后,急需一次真正的实践去更深刻的理解匀变速直线运动的规律,而对自由落体运动的研究,恰恰适应了学生的这一要求,在本节课的学习中,要让学生的认识有进一步的提高。
2.本节课从人类对自由落体运动的认识历史引入,重点介绍亚里士多德、伽利略的研究方法,强调对自由落体运动的理解,以期学生对自由落体运动有全面、清楚的认识。
3.两位科学家在研究自由落体运动中做出了杰出的贡献,讲课时展示他们的研究成果及对他们的评价,这样既可以培养学生热爱科学的思想,又可以活跃课堂气氛。
三、设计理念本节课从生活实践出发,结合学生在实际生活中的观察,初步了解自由落体运动,并通过对两位科学家对自由落体运动的研究,结合伽利略的理想实验,得出自由落体运动的特点。
接着,通过实验让学生自主探究自由落体运动所遵循的规律。
通过学生对自由落体运动规律的理解加以训练,让学生初步接受自由落体运动的规律,最后,在学生深入了解和掌握了自由落体运动的规律后,通过回扣课堂游戏,使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高。
四、学习目标1. 知识与技能:(1)研究并认识自由落体运动的特点和规律。
自由落体运动教学反思
自由落体运动是匀变速直线运动的第四节内容,本节课为自由落体运动的第一课时,重点在于空气阻力的认识、自由落体运动的概念认知、自由落体加速度的探究、自由落体运动的规律推导。
自由落体运动虽然是高一的内容,但是它会影响整个高中物理的学习,例如今后要学习的平抛运动,带点粒子在电场中的类平抛运动等。
本节课主备人认为有几点成功之处:
1、体现了新课改的理念,突出学生核心素养的培养。
2、以身边的实例出发,最后又回归到实例,既能激发学生学习的兴趣,又能体现出物理是为生活服务的理念。
3、本堂课体现出学生的主观能动性,任何结论都不是由老师直接灌输,都是由学生自己探究得出的。
4、本堂课信息化技术的应用是比较恰当的,体现出了科技和知识相互促进的思想。
5、让学生自己进行演示实验,学生通过实验过程合作讨论发现问题得出正确的结论。
这样在整个教学过程中,既有发散性思维又有集中性思维,有利于培养学生的创造性思维能力,还充分发挥了集体智慧的力量。
本节课也还存在一些不足之处:
1、教者在上课过程中存在极少数的口误。
2、学生面对这种录课场面有些怯场,回答问题明显紧张。
3、虽然让学生自己测量自由落体加速度,但是没有让学生亲自处理数据,而是用Excel处理数据,没有锻炼学生的计算能力,考虑到学生计算能力较弱,本节课时间有限,所以采取计算机处理实验数据。
4、由于时间的原因本节课没有讲解例题。
自由落体运动观后反思自由落体运动这节课的重点和难点均是自由落体运动性质的研究,1、用实验的方法测定自由落体运动是匀变速运动,理论支持,是学生思考的难点,所以,必须,提前在匀变速直线运动中打好基础,从而让学生能够很容易想到“连续相等时间内位移差是一定值”这个方法来探究自由落体运动的规律。
有了这个理论基础,更大的难点是如何测?2、书本上介绍的是打点计时器和纸带实验,而且可以算出当地的重力加速度。
但是,实际教学中该实验有诸多不尽如人意的地方,比如纸带和限位孔的摩擦、电压频率欠稳定,若用手提纸带还会引入释放纸带时手的抖动,等等,而这些客观原因常会导致:纸带在连续相等时间内位移差某些时候相差很大或较大,即使有少数纸带勉强可以认为是定值,但得到的距离9.8m/s2相差很多,而这也是屡屡让教师不敢在课堂上真实展示实验纸带的原因。
常用的突破方法是频闪照片技术,但该技术需要暗室来支持成为了学生参与探究的最大瓶颈;还有不少教师利用光电门结合传感器来实现突破,但在实际教学中该方法也有很大的制约,比如对学生的抽象思维能力和相关光电门和运动学知识准备要求偏高,而传感器把小球的下落直接阅读为v-t或v2-x显得比较突兀,v-t或v-x图像表面形象的同时给学生以化简单为复杂的感觉。
自由落体运动转瞬而过,施坚老师的在这节课上尝试用自制教具并利用单反相机拍摄视频并通过帧播放来实现瞬间定格,从而实现可视化课堂探究自由落体运动性质计算当地重力加速度g。
自由落体运动是生活中一个简朴而美丽的经典运动模型,从生活中提取相关物理知识和规律是这堂课的教学任务。
整堂课应用“情境—问题—生成”策略,尊重学生的认知规律,在介绍和分析纸带法和频闪照片法基础上,通过自制“自由落体运动分析仪”结合单反相机和帧播放软件把瞬间即逝的“自由落体运动”中的“简单和美”适当定格和放大,借助Excel来进行数据处理和绘制v-t图像,直观地得出匀加速直线运动的运动性质和重力加速度,从而实现活动探究和物理思维可视化。
197科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 科 技 教 育1 亮点一:课前两分钟的思考安排一学生事先准备对纸带的处理分析,并向全体讲解有关的注意事项以及速度与加速度的求解方法。
这样做,真正能利用好课前两分钟并为下面加速度的求解打下伏笔。
2 亮点二:引入与结尾前后呼应通过先让学生做个比赛:看看谁的反应速度快?通过这个方法提高学生积极性,很快进入状态。
在本节课的最后还利用公式来计算反应时间,可以让学生学得确实有用,并能做到前后呼应。
3 亮点三:几个探究点的处理探究一:从教师演下落运动的实验:(1)粉笔头下落;(2)羽毛球下落;(3)一张白纸下落运动。
提出问题:从以上实验发现,重的物体比轻的物体运动的快?经过再三考虑,这样的问题学生容易接收,原先设计是想问学生:物体下落的快慢与哪些因素有关?这样一来,太发散,较难控制课堂,通过问题的改变,学生很容易接收,再由事先准备好的实验器材(硬币、二张纸片)学生就很快的发现问题,通过实验能很好的解决该问题,学生在探究中出现这些实验情况,将一张纸片横着放,一张纸片竖着放,两者同时下落,明显发现不同的结果;或将纸片折成很小,与另一纸片同时下落,也发现了不同的结果。
再经过牛顿管的实验,让学生更进一步明白物体下落的快慢与哪些因素有关了。
自然而然就解决了第二个问题,也很好解决了探究的发散与收敛的矛盾问题。
探究二:探索自由落体的运动规律?说是探究倒不是说一个实验数据的处理,这个实验本身并不难,为了调动同学们的积极性,将分成几个小组,一个小组6人左右,安排2人做实验,还有4人设计表格,处理数据,让他分工合作,提高学生的合作能力,培养学生的合作意识。
这样一来学生实验目的更明确,处理速度更快。
在把全班其中一半通过公式法来计算求解。
另一半的同学只求出速度,再巧妙利用电脑予以展示。
学生展示的结果是一条直线,并通过图像很清楚的能求出加速度,学生展示所求出的结果为9.7和9.6。
《自由落体运动》教学反思范文《自由落体运动》教学反思11.通过演示试验,激发了学生的学习兴趣,培育了学生的观看、概括、科学抽象力量。
教学时,教学过程的第一局部(通过演示试验,引出要探究的问题)可以适当紧凑些,尽量缩短教学时间。
讨论物体下落快慢的因素分析时,尽量激发学生思索,利用已有的试验器材(纸片、铁片),放手让学生上讲台来演示,这不仅激发学生学习兴趣,而且活泼了课堂气氛。
2.通过探究讨论过程,得出重要的结论:自由落体是匀加速运动、加速度为g;同时“让学生经受科学探究的过程,培育科学探究力量”的精神。
最终,自由落体运动规律的得出及应用等学问也就水到渠成。
因此,对课本学问的适当延长、拓展,让学生经受设计试验、合作完成试验、沟通试验成果、得出结论,再理论联系实际,有利于培育学生探究力量,观看、分析、解决实际问题的力量,这正是当今素养教育所要求的。
3.在探究过程中,学生会提出许多方案。
用打点计时器记录的纸带讨论物体的自由落体运动时,学生可能会提出按学生试验“讨论小车速度随时间变化的规律”那样测出加速度,或不用小车,用钩码直接钩住纸带跨过滑轮水平拉纸带等,教师要利用自由落体运动的定义动身,引导学生对试验方案进展完善。
分组试验时,可以两个或三个同学为一组,数据的处理时肯定要敏捷,同组试验者分别用计算器计算,这样,可以节约课堂时间,又到达了总结规律的目的。
学生也可能会提出用方案二、三,利用图象来讨论运动规律,教师要赐予确定,由于试验条件的限制,可以依据实际条件进展演示。
通过演示不仅拓展学生的思维,而且稳固了利用图象讨论运动的方法。
《自由落体运动》教学反思2自由落体运动”是“直线运动”一章中的第六节课。
本节课主要学习什么是自由落体运动,自由落体运动特点及自由落体的加速度。
本节课是想让同学们把匀变速直线运动规律应用在日常生活中,所以自由落体运动的特点及计算既是本节重点也是难点,深入分析自由落体运动也就是理解匀变速直线运动的过程。
《自由落体运动》教学反思这节课的任务是自由落体运动规律的三个重要应用:测高度、测时间、测重力加速度,主要任务是学生通过探究活动掌握测定重力加速度值的方法。
从课堂的实效可以看出学生已突破教材用一种方法测重力加速度的要求,达到能有多种方法来测定的较高活动目标,这样既调动了学生的积极性,又发挥了学生的个性特长和创新精神。
首先教师提出问题,给了探究活动一个明确的方向,再引导学生对问题的答案进行猜想,接着小组合作,自己设计出实验方案并作汇报交流,然后用自制的教具,亲手做了实验。
在此过程中处处闪耀着学生的智慧,让他们感受到了成功的快乐,既使没有精确地测出银川地区的重力加速度值,但这时结果已不是太重要,重要的是学生参与了整个探究过程。
学生从中可以体会到一个正确的物理结论来之不易,一个物理学家做出一项重大发现、发明,都需要经过反复实验和改进,要付出艰辛的努力,这对学生也是一种情感教育。
英国的何林博士说过:“你把时间给予学生,他就能够得到经验,学生也就会把他的经验发表出来。
”这节课教师把整个学习过程尽量给予学生,让学生主动探究,积极表述,力争让学生在独立思考、分组讨论、合作交流等生动有趣的活动中发现规律,获取知识,从而使学生参与知识形成的全过程,真正成为学习的主人。
这是本节课最大的成功之处,也是最具特色的地方,一方面体现了物理新课改的理念,另一方面为我们高中物理实验教学提供了一个新的教学实践模式。
因为是一种尝试,也自然存在不足之处:1、由于时间仓促,学生对方案的表述和原理的陈述较为简单,造成学生更多地只关注本组方案,对其他组方案关注就少一些。
2、教材中要求学生用一种方案来测定重力加速度值,而这节课设置了四种方法来测定,这对教师来说是一种新的挑战,对学生更是一种的尝试。
在多个方案同时实施时,给教学带来诸多不便,如怎样更有效地进行调控,如何及时巡视指导,如何评估学生的交流评价等,这些都有待进一步探讨。
自由落体运动的教学反思0自由落体运动的教学反思本节课是在学生学习了运动学的知识后编排的,是匀变速直线运动的特例。
一方面是对前面知识的复习和巩固,同时也加强了课本与实际生活的联系;另一方面通过在授课过程中讲授研究物理问题的基本思路和科学方法,为以后研究比较复杂的运动规律打下良好的基础。
因此本节课是本章知识的复习课,培养学生思维的研究课,联系生活的应用课,也是后面课程的知识准备的垫底课。
所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。
本节课的教学重点为研究自由落体的运动规律,通过前面知识的学习,特别是学习了用打点计器来测量匀变速运动的加速度后,学生具备了探究自由落体运动规律的能力,所以在本节课中对其运动规律的教学环节中采取了探究式教学。
从总体来看,本节课达到了自己设计的预想效果。
一、问题的提出自由落体运动是什么性质的运动呢?问题提出,设计方案,学生思路基本清晰,找到了正确的流程。
提出假设――设计方案――实验验证――归纳总结。
二、研究方案的设计教材是通过闪光照片的定性分析,然后借用伽利略的名义直接就交代了自由落体运动的性质,没有展示方案的设计过程。
在这里我先介绍伽利略对自由落体规律的研究方法,让学生体会伽利略的抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法。
然后引导学生提出用打点计时器来研究,并让学生设计实验方案,最后从打点计时器过渡到频闪照相,并指出频闪照相的优越性。
这样的处理,一方面能使学生明白科学研究有多种手段、多种方法,另一方面能让学生知道如何从众多方案中选择最佳方案。
引入打点计时器方案,能让学生感觉到学有所用的成就感,能培养学生运用所学的知识解决实际问题的能力。
实施的结果是学生的情绪明显提高、思维明显活跃起来。
三、实验研究1、多媒体演示用频闪照相研究物体的运动是一种常见的方法,在以后的学习中还会碰到,例如用频闪照相研究平抛运动的规律,而且在高考中关于这方面的题目也时有出现。
在这里学生是第一次接触,由于教材这种知识载体的局限性,它不可能把频闪照相的过程展示出来,所以就直接展示出闪光照片。
自由落体运动教学反思
自由落体运动是人教版必修一第二章第五节的内容,本节课主要在学生学习第一章《运动的描述》与第二章《匀变速直线运动的研究》前四节内容之后,对匀变速直线运动进行研究的一个具体的物理模型。
在本节的学习中,学生首先要掌握自由落体运动的定义,能够选择实验仪器和方法研究自由落体运动的性质,最后通过学生自己的研究总结出自由落体运动的规律,并对其进行理解与简单应用。
为了提升学生的学习兴趣、加深学生对自由落体运动的理解,我利用身边常见物品——粉笔、硬币、纸进行了演示实验,并通过牛顿管实验,让学生自己在观察、对比和总结中得出自由落体运动的定义。
紧接着,我利用匀变速直线运动规律引导学生如何设计实验去探究自由落体运动的性质。
后在学生积极思考的基础上,我给出了自由落体运动的性质,并对重力加速度进行讲解和重力加速度大小与纬度关系的总结。
教学优缺点
在各听课教师的指导和个人的自我总结之下,本堂课的教学优点和缺点反思如下
优点1因为设计了实验,学生学习本节兴趣高,课堂参与度高,课堂气氛好;
2轻重物体下落快慢的演示实验设计到位,起到了较好的作用;
3教学中知识点讲解到位,无遗漏;
4课堂驾驭能力好。
缺点1缺少学生操作过程,自由落体运动性质得出缺少具体感知;2教学时间安排并不十分合理,在实验上花了较多时间;
3自由落体运动规律的得出,应让学生进行汇报;
4可以增加反应时间的测量,提高学生参与度。
对《自由落体运动》教学的思考曹文平西南大学物理科学与技术学院,重庆,400715摘要:自由落体运动是《物理必修1》匀变速直线运动中的一节重点内容,其内容主要分为人类对自由落体运动的认识演变和自由落体运动的概念及规律两部分。
笔者以《普通高中物理课程标准》的要求为出发点,以一些老师的教学为参考,运用比较和推理的方法,对自由落体运动一节的教学做了一些思考和分析。
笔者的结论是:在空气中,物体的质量是影响物体下落快慢的因素之一;在真空中,物体下落的快慢与物体的质量无关。
这一节的教学不仅要加强学生对匀变速直线运动规律的理解与运用,而且要着重培养学生的科学观。
关键词:自由落体运动质量空气阻力科学精神《普通高中物理课程标准》中指出:高中物理课程应体现物理学自身及其与文化、经济和社会互动发展的时代性要求,肩负起提高学生科学素养、促进学生全面发展的重任。
高中物理新课程分为:必修1,必修2,以及选修系列。
《普通高中物理课程标准》将必修1划分为两个二级主题:“运动的描述”、“相互作用与运动规律”。
“自由落体运动”属于“运动的描述”这一主题。
《普通高中物理课程标准》对“运动的描述”的内容标准有四个要求:1、通过史实,初步了解近代科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
2、通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
3、经历匀变速运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
4、能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
自由落体运动规律的认识过程、以及它作为匀变速运动的典型范例使得该课程内容的教学,能够较好体现新课标对“运动的描述”的内容标准的四点要求,能够较好的落实知识与能力,过程与方法,情感、态度与价值观等目标。
此次基础教育课程改革中,与《普通高中物理课程标准》相对应,相关人员编写了数套高中教材,出现了如“人教版”、“沪科版”、“司南版”等不同版本的教材。
新课标不同版本的教材对“自由落体运动”在“匀变速直线运动”这一章的位置的处理并不相同。
“沪科版”《物理必修1》将这一节放在本章开始(如图1),作为典型例子引出匀变速直线运动规律;“人教版”《物理必修1》和“司南版”《物理必修1》则将其置于章末(如图2、图3),其目的则在验证和巩固匀变速直线运动的规律。
图1、沪科版物理共同必修1第二章目录图2、人教版物理必修1第二章目录图3、司南版物理1第二章目录在新教材的具体内容中,对这一节处理的共同点是:加强了对学生科学精神的培养,主要体现在人类对落体运动认识的历史演变、伽利略的科学实验和他敢于突破传统束缚,不迷信权威的科学精神。
这三个版本的教材对这一节的具体处理方法大同小异。
总的来说,都通过自由落体运动的实验导入(即不同物体在空气中的下落),忽略空气时(即真空管中)不同物体下落快慢的比较,人们对自由落体运动认识的历程等三部分进行呈现。
不同点则是具体过程处理不同。
“沪科版”将三部分内容揉为一体,采用探究的方式与历史对话,学生能够体验自由落体运动的发展历程;“人教版”将这一部分为两节来讲:第一节通过在真空管中不同物体的下落指出自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
第二节是自由落体运动认识的发展历程;“司南版”则按顺序排开,先是通过实验指出自由落体运动是匀加速直线运动的特例,然后又介绍了自由落体运动的发展历程。
根据经验和课标对这节内容的活动建议(“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响”),一般情况下,老师大多通过设计三个小实验,来说明物体下落快慢与重量的关系。
以下是该类典型教学设计的一部分:一、教学目标1、学生能够识别自由落体运动,熟悉自由落体运动。
2、通过实验1、实验2、实验3,学生能够得出物体下落的快慢与物体的轻重无关。
二、教学内容1、什么是自由落体运动?2、不同物体下落的关系如何?三、教学重点和难点1、自由落体运动的概念(重点)2、空气中物体下落的快慢与质量的关系(难点)三、教学方法演示实验法、对比研究法四、教学过程1、什么是自由落体运动?如图4:一个物体离地h高处,当把细绳剪断,物体就在重力的h作用下沿着竖直方向下落,这种初速度为0,加速度为g的匀变速直线运动即为自由落体。
图4 2、不同物体下落的关系如何?(1)问题:不同的物体下落的快慢是否相同呢?实验1:一张小纸片和一支粉笔头同时从同高处下落,哪个先落地?(动手演示)现象:粉笔先落地。
结论:重的物体先落地。
实验2:一个乒乓球和一个钩码同时从同高处下落,谁先落地?现象:钩码先落地。
结论:重的物体先落地。
实验3:把小纸片揉成团再重做实验2现象:两者差不多同时落地。
(2)问题:物体下落的快慢是否由物体的重量有关?首先我们来用一种巧妙的推理方法来进行推理:(讨论)1、假设一块大石头的下落比一块小石头下落快。
2、而两块石头的总重量最大,它们整体下落的速度与大石头、小石头下落的速度相比应如何?(答:整体下落速度最快)。
3、如果把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢;下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果如何?(答:两块石头的整体下落的速度应小于大石头的速度,而大于小石头的速度。
)4、这与重的物体先落地的结论矛盾。
实验:用牛顿管做实验。
现象:真空管内的形状、质量都不同的金属片、小张片当管直立过来时,它们同时到过管底。
分析:真空管中的物体只受到重力,因此加速度为g,又因为它们处于同一高度而初速度相同为0.确定了初速度、初位置和加速度,运动就确定了,所以它们同时到达管底(同一高度)。
结论:该实验说明它们下落的一样快。
物体下落的快慢与它的重量无关!我们不能仅用生活中的感知去推究物理规律,而应深刻分析,抓隹矛盾的主要方面,由实验总结出本质的东西,得出物理规律。
然后介绍亚里士多德的观点,再接下来就说伽利略的观点和实验方法。
似乎通过前面的观点我们就得到了与伽利略一致的结论。
这正是这节课的教学误区。
我们分析一下上述三个实验,就会发现实验设计的并不严密。
因为要探究的是物体的重量对下落快慢的影响。
那么在设计实验时就应该控制其他变量,诸如物体表面积、体积、材料、形状等。
这样就可以消除其他因素的影响,而获得正确的结论。
即使没使用控制变量法,就按原实验方案,那么也应该是得出两种可能。
有必要指出,这节课所说的物体的轻重实质上是指质量。
其一是物体在空气中下落的快慢与重量无关,其二是重量可能是影响物体下落快慢的因素之一,不是决定因素。
在空气中,物体下落时受到重力、空气对它的浮力、空气对它的摩擦力三个力的作用。
我们通常把空气给物体的浮力和摩擦力合称为空气阻力。
在同一地点,重力的大小与物体的质量成正比,即重力加速度g是常数。
这也正是自由落体运动时,物体下落快慢与物体重量无关的原因。
空气阻力与重力的产生机制不同,因此它与质量的关系就和重力与质量的关系不同。
空气阻力与物体的表面材料成分、体积、表面积、空气的湿度、密度等有关。
用f表示空气阻力,用F表示合外力,利用牛顿第二定律,列出动力学公式。
F=mg—f,则a=g—f/m。
因对空气阻力影响的因素比较多,空气阻力不与质量成正比。
因此两个质量不同的物体下落的加速度不同。
即在空气中,我们所常用的实验材料做落体运动时几乎不可能同时落地。
而空气阻力与重力对质量的依赖关系的不同,也导致其加速度与质量有关,因而也与重量有关,重量只是影响物体在空气中下落快慢的一个因素。
在讲这节课时,我们还没有讲牛顿第二定律。
那么我们该如何解决这个问题呢?在处理这个问题时,应把它作为一个遗留问题,坦诚地告诉学生,在学过牛顿第二定律以后就可以解决这个问题。
然后提出忽略空气阻力的情况时,物体的下落是怎样的问题。
接着在真空玻璃筒中做落体实验就可以继续讲授自由落体运动了。
误区的问题讨论过了,那么我们进入这样一个误区的原因是什么呢?其中一个重要原因可能是因为伽利略当年用逻辑与实验的方法推翻了亚里士多德的观点。
有的老师在讲课时就要用实验的方法得出伽利略的观点。
即物体的下落快慢与物体的轻重无关。
此外,笔者认为在这节课的上课过程中,我们应该渗透伽利略敢于突破权威的科学精神。
笔者觉得也应该正确评价亚里士多德的贡献。
科学发展与人们的活动范围、哲学思考是密不可分的,物理学是研究如何认识世界,哲学更是从更高、更广的角度研究如何认识世界的。
在生产力水平低下的年代,亚里士多德的观点可以接受。
随着生产力水平的发展,科学仪器、科学条件的长足发展,人类活动范围进一步扩大到地球各个部分,伽利略、牛顿的科学体系能够更好地解释自然现象。
再后来,人类的认识范围又一次进一步扩展,微观达到原子、电子水平,宏观涉及整个宇宙,牛顿力学不能概括这些新范围的需要,以玻尔为首的哥本哈根的量子力学和爱因斯坦的相对论应运而生了。
为了确立学生对科学的发展的正确认识,以树立他们正确的科学观,学生需要用历史的观点正确评价科学史上的每一位巨人,对待科学史,要放在当时的时代和人类的活动认识范围来评价。
通过伽利略的贡献,让学生有敢于突破权威,科学求真,以及对实验重要性的体悟。
通过亚里士多德的观点,使学生懂得在科学发展的初期,理论往往是不成熟的,甚至有错误的地方。
但是科学的魅力正在于探索,科学的发展正是一个不断纠正、补充完善的过程。
参考书目:1、中学课程标准研制组(廖伯琴教授领衔),《普通高中物理课程标准》,人民教育出版社,2003、4.2、张维善,《普通高中课程标准实验教科书物理必修1》,人民教育出版社,2004、5.3、廖伯琴、赵保刚等,《普通高中课程标准实验教科书物理1》,山东科学技术出版社,2009.4、束炳如、何润伟,《普通高中课程标准实验教课书物理共同必修1》,上海科技教育出版社。