以实验为主的《物体下落》教学案例促进学生自主探究科学

一、教学背景和教学目标
学科领域：大学物理
学科内容：力学
教学目标：促进学生自主探究科学以及能够理解物体下落的物理原理。

二、教学方案
1、教学内容
物体下落实验
2、教学方式
实验教学
3、教学时间
2节课
4、具体内容
（1）引入
物体下落这个问题其实是人类古老的困惑之一。

在牛顿时代，人们就开始思考物体下落的原因了。

但是，牛顿的研究并没有回答这个问题，他只是阐述了物体下落的数学规律。

为了解决这个问题，我们今天来做一下实验，通过实验来探究物体下落的物理原理。

（2）实验步骤
1）我们选取一些材料，在每次实验前要重复测量，保证实验的准确。

2）我们把物体从从相同的高度落下，记录下落时间。

3）接着，我们改变物体的重量和从较高的高度落下，记录时间。

4）我们通过结果分析来了解物体下落的规，以及物体重量和高度对物体下落时间的影响。

（3）实验原理
物体在没有受到外力的情况下，沿重力方向做加速运动。

而地球周围的重力就是一个例子，没用任何其他外力的情况下，物体就会受到地球的引力而做加速运动。

在实验过程中，我们发现无论物体所受重力的大小或方向如何变化，物体都会保持一个恒定的加速度（g≈9.8m/s^2）来下落。

重力的大小是根据苹果在空气中的阻力和其他因素而决定的，并且它与物体的大小或形状无关。

（4）实验结果
我们通过上述实验，发现物体的重量或高度并不会影响物体下落的加速度，但会影响物体下落所需时间。

具体数据如下表所示：
物体高度（m）物体重量（g）下落时间（s）
2 50 0.637
2 100 0.641
2 200 0.643
3 50 0.783
3 100 0.790
3 200 0.799
4 50 0.900
4 100 0.908
4 200 0.915
（5）实验分析
为什么物体重量不影响下落的加速度，却会影响下落时间呢？
一个物体所受的重力是与其质量相对应的，但质量不等于重量。

质量是一种物体所具有的属性，而重量则是与一些外部因素相关的。

当一个物体静止在一个水平面上时，其重量等于其质量乘以加速度。

但是，当它下落时，它所受的重量等于质量乘以下落加速度。

根据牛顿第二定律：物体的加速度等于所受的力除以物体质量。

因此，在重力不变的情况下，物体所受的力等于其质量乘以加速度。

因此，从加速度的角度来看，物体的质量并不影响其下落。

但是，物体的质量或重量会影响其所受的空气阻力。

较重的物体在下落时移动的较慢，因此它所受的阻力较小。

轻物体相比之下移动更快，它所受的阻力更大。

所以，较重的物体要比较轻的物体下落得更快。

（6）教学总结
在这个实验中，我们探讨了物体下落的物理原理，了解了物体重量和高度对物体下落时间的影响。

通过实验的方式，可以让学生更好地理解物理原理，提高学生的掌握能力。

此外，实验也可以鼓励学生自主探究科学，以期培养学生的学习兴趣和探究精神。

因此，以实验为主的《物体下落》教学案例可以有效地促进学生自主探究科学。