如何幫助學生做好自由落體的建模?

1．認為質量大的物體下落速度快，時間短。

2．認為質量大的物體下落快是物體的固有屬性之一。

3．沒有從受力的角度分析物體下落情況的意識。

4．沒有從複雜多樣的物理現象背後尋找本質規律的能力。

自由落體運動是學生在高中遇到的第一個與實際現象緊密聯繫的理想過程模型。首先，生活經驗告訴學生，重的物體下落較快，這不利於學生對於該過程本質規律的理解。其次，學生還沒有從受力角度分析問題的意識和習慣，而是容易把重的物體下落較快看成物體的固有屬性之一加以認識。最後，學生往往只記得特別輕與特別重的物體下落情況的強烈對比，而忽視了兩個受空氣阻力影響不大的物體下落情況基本一致的事實，從而意識不到錯綜複雜的問題背後的統一規律。

1．觀看美國太空人在月球表面做的羽毛和重錘同時下落的視頻。做真空管中羽毛、硬幣一起下落的實驗，讓學生思考它們運動的共同點。

2．讓學生觀察同一張紙，紙片形狀和紙團形狀下落情況的不同，並思考可能的原因。

3．讓學生觀察雙人跳水的視頻，發現質量不同的兩個人，下落可以一樣快。

4. 讓學生對真空管中下落的羽毛或紙片進行受力分析，計算加速度和下落時間。

教學片段：

 從學生的一般認識（重的物體下落速度更快）出發，首先播放奧運會男雙跳水的視頻，提出問題：兩個運動員體重一樣嗎？同時下落到水池中嗎？這樣就製造了認識上的衝突，然後拿出同一張紙，先以片狀下落，再握成團下落，觀察不同的下落時間，進一步加深認識衝突，也同時引導學生意識到空氣阻力對下落物體運動的影響。最後提問，如果沒有空氣阻力，不同物體的下落速度會怎麼樣？隨後，可以採用兩種不同的教學方式：一是可以先讓學生進行受力分析，計算物體下落時的加速度和下落h高度所用的時間，再通過真空管實驗驗證，二是可以先進行真空管實驗，再讓學生從理論上進行分析和討論。