自由落体运动(收集5篇)
自由落体运动篇1
关键词:物理教学;多媒体技术;应用;探究
【中图分类号】G633.7【文献标识码】B【文章编号】1671-8437(2015)02-0011-01
随着信息技术发展与普及,多媒体技术被引入课堂,成为新型的教学辅助工具。多媒体技术使教学方式变得更为丰富,课堂氛围更为活跃。教师运用多媒体技术,可以把抽象的物理概念更为直观地向学生们展现出来,提升学生对物理学习的兴趣,拓宽学生们的视野。
1多媒体技术在教学中的作用
传统课堂无法直接向学生展示概念等教学内容,只能借由教师口述或板书,而多媒体技术能够解决这一问题。教师利用文字、图像、音频、视频等手段即可直观地将教学内容生动地呈现给学生。
物理教学不仅需要教师传授知识,还需要大量的实验对定理进行佐证,然而受到课时等条件的限制,很多物理实验无法进行。传统物理教学不得不放弃实验教学环节,使学生无法直接观察实验现象。而多媒体恰恰可以弥补这一缺憾,教师可以在网上下载实验视频,或者制作动画向学生们展示实验过程与结果。教师运用多媒体技术进行教学,不仅可以弥补传统教学中的缺陷,还能以其独特新颖的形式吸引学生,提升课堂效率。
2多媒体技术在《自由落体运动》教学中的具体应用
2.1为教师提供教学素材
多媒体技术可以为教师提供丰富的教学资源。多媒体可以将有关自由落体运动的教材整合在一起,让教师拥有更多素材。不仅如此,教师能够在互联网上搜索其他教师的教案、课件,并以此作为参考;甚至可以搜到一些学者、专家关于自由落体运动的论述,以拓宽自身的视野。教师能够将自己有关教授自由落体运动课程的经验上传,实现物理教学资源的共享。
教师在讲授《自由落体运动》时,可以利用在互联网上搜索到的课外知识对学生进行补充。比如相关故事,最著名的就是伽利略在比萨斜塔的实验:将两个重量不同的铁球从同一高度抛下,两铁球同时落地。教师可以将这个故事更细致地在多媒体中用文字展示出来。除此以外,教师还可以向学生们介绍对自由落体运动作出贡献的科学家,如亚里士多德等。可见,教师利用多媒体可以丰富自由落体运动的教学内容,使学生的知识不再局限于课本,对教师自身来说也是一种提高。
2.2有助于教师进行计算、图示绘制、数据整理分析
多媒体技术的运用,还体现在课堂中对问题的处理上。多媒体使用便捷,数学运算迅速,功能多种多样,教师借此在课堂上可以省去很多时间。
(1)多媒体对复杂的数据和公式可以进行有效快捷的处
理。教师在课堂上计算例题时,因为重力加速度(g≈9.8m/s2)的存在,有可能出现多位小数的运算。例如一矿井深125m,在井口每隔一定时间落下一球,当第11个小球开始下落时第一个小球恰好到井底,求相邻两个小球开始下落的时间间隔。题目除涉及因重力加速度导致的小数计算外,还有平方、开方等复杂运算。教师可以利用多媒体的数据计算功能,快速的计算出答案,省去计算的时间。而节省的时间可以进行其他知识点的教学或者课外知识的补充,学生接受的知识无形中被增多。
(2)在物理教学中,常用的教学手段是教学图示。教师在设计实验场景时,需要为学生画出实验图示。传统课堂上教师用粉笔在黑板上绘制,形状不标准,且速度较慢。而多媒体中带有图形绘制功能,可以帮助教师绘制精确的示意图。比如教师可以在多媒体上将自由落体运动的实验步骤用图示一一绘制出来,使学生明确清晰地了解实验步骤。
(3)多媒体具有数据处理功能。自由落体实验运动需要做多次试验才能获得较为客观与准确的数据,得到实验数据可以通过Excel软件记录下来。教师通过Excel将每次试验的数据排列整齐,可以使学生直观的看到数据的变化。在自由落体实验中,打点器留下的痕迹将纸条截为几段,每段长度的数值明显呈增长状态,足以证明自由落体是加速运动而非匀速运动。
2.3有利于教师的教学设计
多媒体技术应用可以使理论知识与例题或实际情况的结合更为紧密,比如教师可以随时在网络上寻找典型例题让学生进行解答,如果学生不会解答,教师可以回放学过的知识,对学生进行提醒。多媒体技术能够让教师随意切换课堂内容,使教学不再是单线进行,形成理论知识与例题或实验的呼应,加深学生对知识的理解。比如教师在讲授自由落体运动计算公式如h=gt2的同时,可立刻搜索相关例题向学生讲解公式的适用类型和运用方法。
2.4巧用PPT课件
不管教辅工具再怎样发展,只有科学合理的使用多媒体课件才能最大限度的发挥教辅工具所带来的便利性。高中物理教师应当明确课程教学特点和《自由落体运动》这一章节的教学目的,结合学生情况,巧用PPT课件。
自由落体运动篇2
关键词:学导式教学法高中物理教学应用
学导式教学法是新课改所倡导的一种新的教学方式,该方式不仅有效地贯彻落实了课改基本理念,锻炼了学生的自主学习能力和探究能力,而且对学生物理素养的形成,对学生物理课程价值的最大化实现都有密切联系。因此,本文以学导式教学法在高中物理《自由落体运动》这部分教学中的应用为例,对如何有效应用学导式教学法进行论述,以确保课堂在“自学、解疑、精讲、演练”四个环节实现效率最大化、效益最优化,同时促使学生养成良好的学习习惯。
1.自学
自学是学导式教学法应用的第一步,也是有效开展剩余三个环节的保障,更是锻炼学生学习能力,提高学生综合素养的基础。所以,在自主学习环节,教师既要引导又要放手,引导学生沿着本节课的学习目标进行自主学习,减少学习的盲目性,提高自主学习效率;放手就是要相信学生,要给学生足够的自学时间进行学习。这样既能锻炼自主学习能力,又能确保高效课堂顺利实现。因此,在《自由落体运动》这部分的教学时,我首先引导学生明确本节课的学习目标,即:
(1)明确自由落体运动的概念;知道什么是自由落体加速度;
(2)掌握自由落体运动的规律。
之后,组织学生思考下面几个问题:
(1)石块和粉笔同时从手中落下会有什么结果?
(2)较重的铁纸片和轻小纸团同时、等高、无初速下落,哪个先落下?
(3)做自由落体运动的加速度与哪些因素有关?
……
鼓励学生带着本节课的学习目标及相关的问题进行自主学习,这样不仅能够减少学生自主学习的盲目感,提高学生自主学习的效率,而且对确保学导式教学法价值的提高也有密切联系,同时能确保本节课的学习效率最大化实现。在这一过程中,我们还要鼓励学生对整个自主学习过程中遇到的问题及未能解决的问题进行总结,并提出来,以为下一步的解疑环节提供方向。
2.解疑
解疑环节主要是针对自学环节中学生提出的问题及存在的相关问题进行小组讨论,目的就是让学生在互相交流、小组合作的过程中对所遇到的问题进行解答,这样不仅能够确保高效物理课堂顺利实现,而且与高效物理课堂的顺利实现也有密切联系。所以,在本环节,我组织学生以小组为单位,借助相关实验工具,比如:借助贴片、纸团对问题进行自主验证,等等,这样的小组讨论与合作学习不仅能够帮助学生掌握本节课的学习目标,提高学生学习效率,而且对学生合作意识的形成也有密切联系。最后,我还组织学生以小组为单位自主验证自由落体运动的加速度与哪些因素有关,进而在强化理解的同时确保高效物理课堂顺利实现。
3.精讲
在学生对相关问题进行解疑之后,我针对学生在自学和解疑环节中依旧存在的问题和普遍存在的问题进行讲解和点拨,比如,对做自由落体运动的加速度与哪些因素有关,自由落体运动的规律是怎样的等方面问题进行了针对性讲解,确保本节课的重难点内容顺利实现,同时确保本节课的教学目标最大化实现。但是,需要说明的是,精讲环节与其他三个环节在时间安排上要合理,要确保学生有足够的时间进行自学、解疑和演练,反之,课堂又将与传统灌输式课堂相一致,是不利于课改下新型物理课堂顺利实现的,也不利于学生综合能力的提高。
4.演练
演练是学导式教学法的最后一个环节,该环节的存在就是为了巩固学生所学的基本知识,就是为了提高学生的基本知识应用能力,同时能让学生体会自主学习带来的乐趣。所以,在本节课的教学时,我组织学生以小组为单位对下面的几道练习题进行思考,如:
下列关于自由落体运动的说法中正确的是()
A.物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动
B.物体初速度为零,加速度为9.8m/s的运动是自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动
D.物体在重力作用下的运动是自由落体运动
……
在演练环节,我们要选择具有代表性的、经典的练习题引导学生进行学习,这样不仅能够加深对相关知识的理解,提高学生的解题能力,而且对高效物理课堂的顺利实现也有密切联系。
总之,在新课程改革下,教师要认真研究教材,要有效地将学导式教学法应用到物理教学之中,确保学生在自主、探究的物理课堂中养成良好的学习习惯,同时为高效物理课堂的顺利实现及学生的健康发展做好保障工作。
自由落体运动篇3
“3D课堂”教学的基本路线是:发现领悟再发现再领悟…发展
1教学实践
课题:自由落体运动
教学片断1:播放杭州“最美妈妈”视频(http://v。ku6。com/show/e4gPlPk-E1ShLuoE。html)――2011年7月2日下午1点半,一个2岁女童从10楼坠落,吴菊萍奋不顾身地冲过去用左臂接住孩子,女童脱离危险。救人的年轻妈妈吴菊萍,其手臂骨折,受伤较重,被网友称为“最美妈妈――吴菊萍”。如图1所示。
发现引导:“最美妈妈――吴菊萍”身上的“美”,表现在哪里?
学生发现:“最美妈妈――吴菊萍”的“美”,表现在见义勇为、人性善良、关爱生命、母爱伟大。
领悟引导:人的本性是善良的,人的生命是伟大的、宝贵的,通过这个事例,你领悟到一个什么道理?
学生领悟:与人为善、关爱生命、珍惜生命。
发现引导:坠落女童的运动有什么特点?
学生发现:坠落女童的运动是直线运动,而且下落速度越来越大。
领悟引导:女童下落的速度是均匀增加呢?还是不均匀增加呢?
教学片断2:把挂在线上的小重物在离桌面一定高度处把线剪断,观察小物体的下落情况。
现象发现:小重物下落的初速度为零,且下落运动的路线为直线。
领悟引导:请同学们对小重物的运动性质做定性的描述。
学生领悟:小重物只在重力作用下由静止到运动,即其速度由零到不为零,说明小重物一定做加速直线运动。
问题发现:轻重不同的物体下落快慢是否一样?
领悟引导:情境事实,如图2所示。
(1)两个相同的小纸片同时从静止释放,下落相同的高度所用的时间基本相同。
(2)两个相同的小纸片,把其中一个小纸片揉成一个小纸团,两物体从静止同时释放,
使他们在掌握知识的基础上思维得到升华。
下落相同的高度小纸片下落的时间较长。
学生领悟:两相同物体所受阻力相同,从相同高度从静止同时开始下落,下落的快慢相同。
问题发现:若不考虑空气阻力,任何物体在空中从静止开始下落,下落的快慢是否相同?
教学片断3:拿一个长约1。5m的玻璃筒,一端封闭,另一端有开关,把形状和质量都不同的几个小物体,如金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球等,放到玻璃筒里。开关打开,把玻璃筒倒立过来。观察这些小物体的下落情况。如图3所示。
学生发现:几个小物体从静止同时开始下落,落到玻璃筒底端的先后不同,即下落时间不同、下落快慢不同。
教学片断4:把上述玻璃筒里的空气抽出去,再把玻璃筒倒立过来,再观察各小物体下落的情况。如图3所示。
学生发现:玻璃筒里空气抽出后,几个小物体从玻璃筒的顶端下落到底端的时间相同,即下落快慢相同。
比较发现:在有空气的空间里,物体下落一定高度的运动快慢与空气阻力、物体质量的大小有关;在没有空气的空间里,物体下落的快慢相同,与物体形状、质量无关。
学生领悟:在忽略空气阻力的情况下,物体自由下落的运动快慢与物体自身因素无关,是一种与其他因素有关的运动。并且物体最终落上地球的现象,说明了物体自由下落的运动快慢与地球有关。
教学片断5:提供物体自由下落的频闪照片,频闪时间0。04s。
现象发现:相同时间内下落位移越来越大,说明物体下落越来越快。
问题发现:物体自由下落的运动是一种什么性质的运动?
领悟引导:(1)因为物体在相同的时间内下落的位移越来越大,故排除物体自由下落的运动是匀速直线运动。(2)用匀变速直线运动的知识探究物体自由下落的运动是否是匀变速直线运动。
探究方法:①验证物体在相同时间内的位移差Δx相等;②用Δx=aT2计算出不同的连续两个0。04s时间内物体的加速度。
探究结果:①Δx=1。6×10-2m为定值;②不同时间段内物体下落的加速度相等,都为a=10m/s2。
学生领悟:自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体运动规律:略。
教学片断6:阅读课本上“一些地点的重力加速度g/(m・s-2)标准值:9。80665m/s2”
规律发现:地球上的重力加速度随地球纬度的增大而变大,且重力加速度的值都在9。8m/s2左右。
问题发现:为什么地球上的重力加速度随纬度的增大而增大?为什么地球上重力加速度的值都在9。8m/s2左右?
领悟引导:物体落上地球且物体下落的重力加速度与下落物体无关,说明重力加速度一定与哪些因素有关?
学生领悟:重力加速度与地球和地理位置这两个因素有关。
点评自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,学生对此运动规律应用的技能水平主要取决于对匀变速直线运动规律的应用水平。因此,本节课的教学目标主要是落实在对自由落体运动性质的探究过程上,从对自由落体运动现象的观察到运动性质的探究,再到对重力加速度的认识,体现了过程与方法的课程目标。整个教学过程以情境为基础、以发现为前提、以领悟为根本,学生在发现、领悟的基础上实现自己在最近发展区内的有效发展。
2思考探索
2。1确立一种认识:“3D课堂”是一种理念而不是一种模式,因为教学有模,教无定模,无模之模,乃为至模。
发现和领悟是发展的前提和基础。创设发现条件,创造发现机会,在发现的基础上,通过理论分析和实验探究,促成对发现的领悟。所以,“3D课堂”出发于发现、着力于领悟、落脚于发展。发现的内容有真发现、伪发现、潜发现以及科学发现、错误发现、事实发现和知识发现;发现的途径有情境(自然情境、实验情境、事实情境、模拟情境、想象情境)观察体验、文本阅读、现象模拟、事实想象、交流互动等,然后,通过质疑、分析、变式、探究,在理论和实验相结合的基础上达成对发现的理解和领悟。
2。2建立一种思想:“3D课堂”理念渗透于教学的各个部分,而发现、领悟、发展并不
是课堂教学完整、有序的三个教学环节。
发现、领悟、发展是相互联系、互相作用的有机整体,并在课堂教学中周期性的循环递进。在发现的基础上领悟,在领悟的基础上发现,在发现、领悟周期性循环的过程中促进学生在原有基础上的发展。也就是说发现、领悟、发展并不是把课堂教学过程分成先后有序的三个部分,否则,课堂教学过程就显得机械、呆板,学生的发展就会受到人为的限制,课堂教学过程就失去灵动性、高效性。把“3D课堂”教学理念渗透于课堂教学的各个环节,不但能够促进学生课堂有效活动,而且还能够提高学生课堂活动的质量,从而让学生“动”起来、课堂“活”起来,进而提高学生课堂参与度、教学对象的面向度、课堂教学生成度和教学目标达成度。
2。3着眼一个目标:学生在原有基础上的发展――知识与技能的发展、过程与方法的发展、情感态度与价值观的发展。
新课程“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的三维目标是学生发展的方向。“3D课堂”围绕三维目标、基于学生个体知识、经验储备和认知操作的差异性,以核心概念和规律的领悟为平台,以发现、领悟、发展构成的智能环为线路,形成师生、生生对话、交流的信息场,以此构建集发现、探究、内省、自悟于一体的充满活力、特色鲜明、促进发展的新课堂。
自由落体运动篇4
1实验器材及操作过程
笔者选择了由光电门来计时的自由落体实验仪(天津科教仪器厂生产)研究,如图1所示。将实验装置安装好,接通电源,利用重锤线调节装置底座,使重锤线既要通过光电门发出的光线,也要通过支架上的中心轴线。把钢球放在电磁吸球器的下面,钢球被吸住。按下“放球”按钮,电磁吸球器断电,小球沿竖直方向做自由落体运动,通过固定在支架上的光电门。一般要在钢球下落的过程中选择4到6个位置进行测量研究,这样就需要让钢球下落8到12次。
将计时器的选择开关扳到“同步”,让电磁吸球器断电,同时钢球开始下落计时器同步计时,到钢球通过研究位置处的光电门计时结束,这样得到运动时间t,从计时器的显示屏上读出数据,可以读到1/1000s。瞬时速度通过平均速度来解决,我们知道当物体通过一段很小位移所需要的时间很短,这段时间的平均速度就近似等于瞬时速度。实验中,把两个光电门用橡皮筋捆绑在一起,测得两个光孔的竖直距离l很小,只有22mm,把它们固定在竖直立柱的某一研究位置上,将计时器的选择开关扳到“光控”,光电计时器数据清零,让电磁吸球器断电,钢球下落,当钢球下落通过第一个光电门计时器开始计时,到钢球通过第二个光电门计时结束,在计时器的显示屏上读出通过两个光电门的时间间隔Δt(通常只有几ms~十几ms)。应用公式v=l/Δt,可得某研究位置的瞬时速度v。多次改变光电门的位置,重复测量,就可以得到多组数据。
2实验数据及处理
通过实验,可以获取许多组数据。我在湖北十堰参加省级教学大赛时测量的数据,如表1。
数据表格(光电门1、2的距离l=22mm)
钢球的运动时间tn和通过光电门1、2的时间Δtn是实验过程中直接获取的数据,瞬时速度v是通过公式v=l/Δt计算得到的。从数据可以看出,v随t的增大而增大,且在误差允许的范围内v/t是一个定值,也就是说,自由落体运动是匀变速直线运动。
把实验数据输入至Flash制作的课件中,对v与t的关系进行图像处理,如图2所示。
从图2中看到:v-t图像是一条过原点的倾斜直线。从而得山结论:自由落体运动是初速为零的匀加速运动。
我们还利用数据粗略的计算了自由落体加速度,一是根据数据直接得到比值g=v/t,二是利用得到的v-t图像处理,通过图线的斜率计算得到g,如图3所示。
3实验方案的优点
(1)自由落体运动的模型清晰,探究过程体现了科学研究的思想和方法,操作方便流畅,数学处理简便,实验数据误差较小,教学效果很好。
自由落体运动篇5
首先,通过实验探究活动引入本节课题。新课程理念要求教师要在物理教学中重视知识得出的过程和方法,注意学生的个体差异,帮助学生学会认识自我、建立自信,促进学生在原有水平上的发展,不断提高学生综合能力和解决问题的能力,将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。更重要的是让学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境之中,使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验。就《自由落体运动》这节课的教学为例进行探讨,旨在能把新课改的理念、方法融入其中。自由落体运动是一种特殊的匀加速直线运动,而学生平时实际观察到的是一些物体的落体运动,如何在原有生活经验的基础上引入自由落体运动的概念,为了探究问题的答案,指导学生通过对生活经验的分析设计做了如下一些实验,说明实际的落体运动受多种因素的影响,并组织学生进行探究性学习。
实验:让一张纸与小钢球从同一高度同时下落,可观察到什么现象?(小钢球先落地面,于是便得出物体越重下落越快的结论);
实验:让一小硬币与一张比硬币重的大纸片从同一高度同时下落,可观察到什么现象?(小硬币先落到地面,于是得出物体越轻下落越快的结论。);
实验:取两张完全相同的纸片,把其中一张捏成小纸团,让它们从同一高度同时下落,可观察到什么现象?(小纸团先落地,于是得出重力对下落作用相同的情况下,相同的两个物体下落快慢可能不同);
在以上三个实验的基础上,学生对落体运动的规律有了疑惑,让他们交流讨论其中的道理,学生可能会在“物体下落的快慢和轻、重有的关系”这个问题上争执,这也是实验看到的现象,但说不明白也得不出结论。这时我开始引导学生,这样下去的话是找不出规律的,必须换个角度来研究问题。再次提出新问题“除了物体的重力外,影响物体下落快慢的因素还有什么呢?”,为什么拿两张相同的纸片,一张捏成纸团会先落地,学生思考后,会自然而然的对以上实验结论分析得出原因是空气阻力作用的结果。但影响空气阻力大小的因素太复杂(物体的形状、速度大小、空气密度等),为了继续探究这个问题并得出结论,最好先研究在没有空气阻力的作用下的落体运动(这也是物理的一种研究方法,化复杂为简单,提出假设,实验验证)。提出假设:在没有空气阻力的条件下,轻重物体的下落快慢会怎样呢?播放一段视频资料,观看宇航员在月球表面做的铁锤和羽毛在同一高度同时下落的实验,然后再演示牛顿管实验:在抽去空气的牛顿管内,金属片、小纸片、羽毛下落的快慢相同;在有空气的牛顿管内物体下落的快慢不同。在此基础上取一块铝块和一块铁块,让铝块和铁块从同一高度同时自由下落,引导学生分析得出:在空气阻力可忽略时,两者几乎同时着地。这时实验探究活动得出:自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生,在有空气的空间里,如果空气阻力的作用忽略不计时,物体的下落也可以看做自由落体运动。
其次,学生探索研究自由落体运动的性质。自由落体运动是一种重要的运动形式,在我们生活中有很多运动可近似的当作自由落体运动来研究处理,如手中的物体无初速的滑落、水滴从屋檐上落下等,那么它是什么性质的运动呢?是一般的变速直线运动,还是匀变速直线运动呢?我们可以用什么方法判断自由落体运动究竟是一种什么样的运动呢?让学生思考并实验验证。回顾前面我们做的铝块、铁块的落体实验,在忽略空气阻力的情况下,可当做自由落体运动,如何研究它的运动情况呢,我们要记录物体在一段时间内的位移,这就和实验:用打点计时器测速度(第一章第四节)、实验:研究小车速度随时间变化的规律(第二章第一节)的内容联系起来,顺理成章的引出实验探究:组织学生利用重物自由下落时打点计时器打下的纸带,测出有关的数据,结合课本学生实验中的结论S=aT2定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动。
(再提出问题)前面我们多次提到物体下落的“快、慢”,这可以是指物体在一定时间内下落距离的大小,也可以指物体下落的速度的大小。那么,对一种变速运动来说,最能反映它的运动本质特点的物理量是什么呢?(研究自由落体运动快、慢的本质)引导得出是加速度。再引导学生由公式分析各不同物体下落相同距离的时间相同,得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,分析和处理课本里重力加速度的数值得出结论。2010年全国高考(Ⅱ卷)第22题就对重力加速度的测量进行了考察,安徽卷21题也是在此基础上进一步考察机械能守恒定律,设计性实验题具有综合性、开放性、探索性和创造性特点,是对学生实验能力要求的进一步提高的体现,也是新课改目标的反映。但可以看到的是课本这部分知识如能按以上实验过程探究,学生们在处理这些问题是不会有太大的难度。