高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 2.6 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教案2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2。6 伽利略對(duì)自由落體的研究教材分析: 本節(jié)內(nèi)容是讓學(xué)生了解伽利略研究自由落體運(yùn)的科學(xué)思維方法和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。教材編寫脈絡(luò)清楚，邏輯推理嚴(yán)謹(jǐn),文字表達(dá)生動(dòng)和通俗易懂，適合學(xué)生自學(xué)。 本節(jié)內(nèi)容是新教材推行三維目標(biāo)的典范，特別注重過程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀。舊的教材是把伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究放在自由落體運(yùn)動(dòng)的閱讀材料中，教師把教學(xué)重點(diǎn)放在自由落體的條件和規(guī)律的教學(xué)中，教師很少安排時(shí)間在伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究的教學(xué)上。從這一節(jié)內(nèi)容的安排上可以看出新教材更加重視科學(xué)精神、科學(xué)研究方法的培養(yǎng).這一節(jié)課的主要教學(xué)目的是讓學(xué)生體會(huì)到人類對(duì)自然界的探究思想和方法，感受一

2、位偉大科學(xué)家的邏輯推理能力和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。為了更好地落實(shí)新課標(biāo)的精神，不能簡單講授伽利略在對(duì)自由落體的研究過程中是好何想和如何做的，要讓學(xué)生充分討論，并參與論證和實(shí)驗(yàn)，充分體驗(yàn)科學(xué)家的研究過程。學(xué)習(xí)起點(diǎn)分析: 學(xué)生在上一節(jié)課學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)，懂得物體只在重力作用下輕重物體下落快慢是相同的,但并不了解在空氣阻力作用下輕重不同的物體下落快慢關(guān)系如何。學(xué)生在日常生活中常能看到重的物體下落得較快，缺少深入研究的科學(xué)精神和方法。教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、理解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法（邏輯推理猜想實(shí)驗(yàn)結(jié)論）。2、加深對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。（二）過程與方法1、通過伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象

3、的研究體驗(yàn)科學(xué)的研究方法；2、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力與創(chuàng)造性思維能力；3、通過學(xué)習(xí)伽利略研究自由落體的過程,激發(fā)學(xué)生探索的精神。（三)情感態(tài)度與價(jià)值觀1、體驗(yàn)科學(xué)研究的方法；2、體驗(yàn)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程的重要作用；3、通過課堂的師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和分析處理物理問題的能力.教學(xué)重點(diǎn)理解探索伽利略對(duì)自由落體的研究方法。教學(xué)難點(diǎn)讓學(xué)生形成科學(xué)的思維方法教學(xué)資源：長平木板若干、大小不同鋼球各若干、白紙數(shù)張、秒表若干、多媒體課件教學(xué)方法：講授法、交流和討論法、實(shí)驗(yàn)探究法教學(xué)建議：本節(jié)課的重點(diǎn)是探索伽利略對(duì)自由落體的研究方法，在教學(xué)中要在教師引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行思考和探索、推理，并讓學(xué)生做

4、好實(shí)驗(yàn)，直接體會(huì)到伽利略的研究過程。教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)： 結(jié)合教材知識(shí)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),本課的教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間分配如下:激發(fā)興趣引發(fā)探究鞏固知識(shí)知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)回顧：自由落體(5分鐘)創(chuàng)設(shè)情境提出問題（5分鐘）提出問題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流討論體驗(yàn)推理邏輯推理概括總結(jié)（5分鐘）建立猜想數(shù)學(xué)辨析（3分鐘）創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)探究（3分鐘）動(dòng)手實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)過程交流討論體驗(yàn)探究歷史補(bǔ)充確定實(shí)驗(yàn)（10分鐘）理論分析數(shù)學(xué)推理（5分鐘）鞏固提高強(qiáng)化訓(xùn)練共同探究體驗(yàn)成果總結(jié)歸納形成結(jié)論（6分鐘）歸納總結(jié)布置作業(yè)（3分鐘）教學(xué)過程教學(xué)環(huán) 節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生活動(dòng)教學(xué)意圖一、新課引入（約五分鐘）知識(shí)回顧：自由落體的定義和規(guī)律。創(chuàng)設(shè)情境：物體只在重力作用

5、下,輕重不同的物體下落快慢是相同的，而我們?cè)谌粘Ｉ钪锌吹降奈矬w都是在空氣中下落，都要受到空氣阻力的作用，輕重不同的物體下落快慢是否相同呢?提問鞏固知識(shí)設(shè)置懸念，激發(fā)動(dòng)機(jī)二、新課教學(xué)一、綿延兩千年的錯(cuò)誤在日常生活中可以看到重的物體快速下落,輕的物體（如木葉、紙張）是慢慢飄落的，很多人就是憑這一現(xiàn)象得出重物下落得快的結(jié)論。亞里士多德就是這眾多人的代表，最早提出了這個(gè)觀點(diǎn).這種觀點(diǎn)出自最有影響力的學(xué)者，并符合人們的常識(shí)。因此，亞里士多德的論斷影響深遠(yuǎn)，在其后兩千多年的時(shí)間里，人們一直信奉他的學(xué)說.提出問題：“物體越重，下落得越快”是否符合邏輯呢？投影亞里士多德像和貢獻(xiàn)提出問題了解歷史教學(xué)環(huán) 節(jié)教學(xué)

6、內(nèi)容師生活動(dòng)教學(xué)意圖教學(xué)環(huán) 節(jié)1、邏輯的力量 伽利略認(rèn)為亞里士多德的觀點(diǎn)是存在邏輯上的錯(cuò)誤的： 重+輕更重更快 重+輕重的被輕的拉慢比重的慢，比輕的快 可見亞里士多德的理論是自相矛盾的，伽利略由此判斷重物體不會(huì)比輕物體下落得快。2、猜想與假說 僅從邏輯上推斷亞里士多德的觀點(diǎn)的錯(cuò)誤是不夠的，只有通過實(shí)驗(yàn)才有說服力。亞里士多德的觀點(diǎn)在邏輯上是錯(cuò)誤的，輕重不同物體下落快慢跟什么因素有關(guān)呢？有怎樣的運(yùn)規(guī)律?伽利略認(rèn)為,自由落體是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)。猜想一：速度隨時(shí)間均勻變化（vt)；猜想二:速度隨位移均勻變化（vx).伽利略假設(shè)第一種方式最簡單,并把這種運(yùn)動(dòng)叫勻變速運(yùn)動(dòng).3、數(shù)學(xué)推理 怎樣才能知道假

7、設(shè)是否正確呢？（實(shí)驗(yàn)） 伽利略時(shí)代，技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，還沒辦法通過直接測量瞬時(shí)速度驗(yàn)證物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)。怎么辦？伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出勻變速運(yùn)動(dòng)物體的位移與時(shí)間的平方成正比（xt2）.你能做出這樣的數(shù)學(xué)推理嗎？ 由 x=v平均t和v平均=v/2得到x=vt/2，再由a=v/t得到x=at2/2，即xt2。4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 怎樣才能驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)xt2呢？(測出物體在下落不同的位移所用的時(shí)間）自由落體下落時(shí)間太短，只有滴水計(jì)時(shí)器的時(shí)代是很難精確測量的,伽利略是如何克服這個(gè)困難的？請(qǐng)同學(xué)用秒表測量物體下落時(shí)間,看看是不是準(zhǔn)確.伽利略想到利用斜面“沖淡”重力,讓銅球從阻力很小的斜面滾下,物體滑下的時(shí)間

8、長多了，測量就容易多了.實(shí)驗(yàn)一：物體下滑xt2實(shí)驗(yàn)二：傾角相同時(shí)，不同質(zhì)量物體下滑加速度x/t2相同。實(shí)驗(yàn)三:傾角增大，加速度x/t2增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，其加速度隨斜面傾角的增大而增大。5、合理外推物體沿斜面下滑是勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度隨傾角增大而增大，但并不是自由落體運(yùn)動(dòng)。伽利略是如何把這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)教學(xué)內(nèi)容交流和討論猜想與交流交流討論引導(dǎo)數(shù)學(xué)推演讓同學(xué)用秒表測自由落體時(shí)間投影伽利略斜面實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)重做伽利略實(shí)驗(yàn)師生活動(dòng)提高邏輯推理能力體會(huì)數(shù)學(xué)分析在物理學(xué)中的作用實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)培養(yǎng)合作能力教學(xué)意圖系起來的？伽利略合理外推：斜面傾角增大到900時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)。結(jié)論

9、：所有物體下落時(shí)的加速度是一樣的.6、伽利略的研究方法 對(duì)現(xiàn)象的一般觀察（輕重不同的物體下落的快慢)提出假設(shè)(輕重不同的物體下落快慢是相同的）運(yùn)用邏輯（包括數(shù)學(xué)）得出結(jié)論（重物比輕物下落快是不符合邏輯的)通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣。 伽利略研究方法核心：實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)學(xué)演算）和諧結(jié)合起來。7、課堂探究:超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化儀器可以對(duì)落體運(yùn)動(dòng)精確地“計(jì)時(shí)”、“定位”，直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。你能列舉出現(xiàn)在可以用什么方法研究落體運(yùn)動(dòng)的呢？（自由落體頻閃照片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、測速儀)伽利略的邏輯和實(shí)驗(yàn)自然使人欽佩,但是我們?cè)谌粘Ｉ钪袨槭裁闯?/p>

10、會(huì)見到重物要比輕物下落得快呢？伽利略把原因歸之于空氣阻力對(duì)不同物體的影響不同。他寫道:“如果完全排除空氣阻力，那么，所有物體將下落得同樣快?！爆F(xiàn)在，我們利用牛頓管可以看到羽毛和小石頭在真空中下落的快慢是相同的。物體在空氣中下落都受到空氣阻力作用，有空氣阻力作用時(shí)重物體一定下落得比輕物快嗎?請(qǐng)同學(xué)們用簡單方法通過實(shí)驗(yàn)證明有空氣阻力時(shí)重物也不一定比輕物下落得快.(如：小紙團(tuán)比一張大的紙下落快)三、例題剖析及課堂練習(xí)1、在物理學(xué)發(fā)展歷程中,首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法,把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來的科學(xué)家是 （ ) a、亞里士多德 b、伽利略 c、牛頓 d、愛因斯坦2、下列關(guān)于物體下落快

11、慢說法中正確的是 （ ）a、 若沒有空氣阻力作用，輕重不同的物體加速度相同,下落快慢相同b、 若有空氣阻力作用，重的物體一定比比輕的物體加速度大，下落得快c、 若有空氣阻力作用，輕的物體可能比重的物體加速度大，也會(huì)比重的物體下落快d、 物體下落時(shí)所受空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，可認(rèn)為物體只受重力作用，輕重不同的物體下落快慢幾乎相同3、 在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的思想和方法，從一定意義上說,后一點(diǎn)甚至更重要。偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來的科學(xué)研究方法交流討論要求在課后做實(shí)驗(yàn)（可到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn))講練結(jié)合鞏固知識(shí)知識(shí)擴(kuò)展激發(fā)科學(xué)研究熱情教學(xué)環(huán) 節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生活動(dòng)教學(xué)意圖

12、板書設(shè)計(jì)教學(xué)反思具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義。請(qǐng)你回顧伽利略研究物體下落規(guī)律的過程,判斷下列哪個(gè)過程是伽利略的探究過程 （ ）a、猜想問題數(shù)學(xué)推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論b、問題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推導(dǎo)合理外推得出結(jié)論c、問題猜想數(shù)學(xué)推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論d、 猜想問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推導(dǎo)合理外推得出結(jié)論四、課堂小結(jié) 在生活中常能看到重的物體要比輕的物體下落得快,所以亞里士多德得到了重物下落得快的觀點(diǎn)。伽利略通過邏輯推理發(fā)現(xiàn)重物下落得快是不符合邏輯的,認(rèn)為只有輕重不同的物體下落快慢相同才能符合邏輯。伽利略還猜想自由落體是一個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng),是一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，vt或vx。再通過數(shù)學(xué)演算確定vx是不正確的.單從邏輯推理得到的結(jié)果不一定是正確的，伽利略還必須通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。伽利略時(shí)代只有滴水計(jì)時(shí)器，無法測定快速自由落體的時(shí)間，伽利略巧妙利用斜面“沖淡”重力,使實(shí)驗(yàn)獲得成功,最后通過合理的外推得出結(jié)論. 伽利略這種研究方法對(duì)后來的科學(xué)研究有重大啟蒙作用,到今仍不失為重要的科學(xué)方法之一。五、課后作業(yè) 1、自主學(xué)習(xí)導(dǎo)學(xué)案課后鞏固。2、寫一篇關(guān)于科學(xué)研究方法的小論文或設(shè)計(jì)一個(gè)落體運(yùn)動(dòng)小實(shí)驗(yàn)。1。2.6 伽利略對(duì)自由落體的研究