高一物理教案：《伽利略对自由落体运动的研究》教案二

高一物理教案：《伽利略对自由落体运动的研究》教案二
高一物理教案：《伽利略对自由落体运动的研究》教案二
一、学习目标
知识与技能
1.了解物理学史。

2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。

过程与方法
1.学习伽利略的科学方法。

2.培养学生自学和科学探究的能力。

情感态度与价值观
1．学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。

2. 学习科学家们科学研究的执著精神。

3. 通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。

二、学习重点:
让学生了解逻辑推理和科学实验相结合的科学方法.
三、学习难点
使学生体会“观察现象提出问题→猜想和假说→逻辑推理→实验验证→合理外推→得出结论”的科学
课时安排
1课时
课前准备
木块、海绵块，形状相同的纸片若干、米尺、小球、秒表、机械节拍器、自制长轨道。

教学过程
故事导入：
传说三国时期，周仓是关羽的贴身跟班，周仓欲与关羽比力气，关羽说：“你能把一根稻草丢过河吗？”周仓多次试丢未成，反问关羽.关羽随手将一捆稻草轻易丢过了河，令周仓折服.。

这个故事真能说明关羽臂力过人吗？为什么？周仓犯了什么样的错误？
新课学习
一、绵延两千年的错误
人们日常生活的经验告诉我们，重的物体下落总是比较快.在16世纪以前，以亚里士多德为代表的学者认为物体下落的快慢由物体的重力决定，物体越重下落越快.为什么2000年里没有人提出质疑？
分析原因有三个：
第一、是因为他的这个论断符合人们的常识；
第二、由于亚里士多德在各方面的突出成就，人们将他的观点奉为经典；
第三：运动的问题含糊不清，人们不知道怎么去研究或者根本不想去研究。

二、逻辑的力量
伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论的呢？学生回答
我们可以举什么其它例子，来驳斥亚里士多德的观点呢？
让学生利用三张完全相同的纸片设计实验来推翻。

这使亚里士多德的理论陷入了困境.为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快。

观看视频：比萨斜塔实验
点评：通过讲述以上内容使学生明白
1,从生活经验直接得到的结论不一定就是科学的真相。

2.伽利略善于思考，大胆质疑，敢于突破。

伽利略提出了新的观点，他并没有就此止步。

既然大小两球同时落地，说明它们遵循了同样的规律，那么落体运动的规律是怎样的呢? （观察现象，提出问题）
三、猜想与假说
在有了认真观察，仔细思考和较为严密的推理之后，对问题的认识就要有一个科学的猜想，或者叫假说，这是对事物认识的模型，是对事物认识的基础，是建立概念描述规律的?前提.
展示课件，提出问题：
1.伽利略研究落体运动首先应解决的问题是什么？
2.用什么量来描述物体“运动性质”？
3.伽利略作了怎样的猜想？
小组讨论，选代表回答.
伽利略猜想：物体下落的速度应该与它下落的时间成正比。

四、实验验证
猜想毕竟是猜想，是否正确，是否具有指导意义，还需要验证.
展示问题：伽利略遇到了什么困难？如何解决的？
（学生仔细阅读后讨论，得出）
1.困难之一：无法测量瞬时速度.
解决方案：借助于数学推理得出从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移与时间的平方成正比.
2.困难之二：没有准确的计时工具，无法测定像自由落体这样较短的时间.
解决方案：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验.
点评：通过该问题的创设，培养学生自主探究的能力，体会伽利略所采用的方法的巧妙，鼓励学生要敢于猜想，大胆发现，勇于创新.
指导学生上台操作实验，重现伽利略当时的实验过程。

分别从改变质量，改变倾角的角度获取三组数据。

分析数据，
这样的实验，伽利略反复做了几百次，结果表明：小球沿斜面的运动的确是匀加速运动，只要倾角一定，小球的加速度就相同，与小球轻重无关。

斜面的倾角变大，仍为匀加速运动且加速度变大。

3.困难之三：小球沿斜面的运动并不是落体运动，怎么得到落体运动的规律呢？学生讨论
伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到90度时，实验结论仍应成立，此即落体运动.至此，伽利略就完成了对自由落体运动的研究.。

点评：伽利略把斜面的倾角从5度外推到90度，这需要很大的勇气，他曾经说过：追求科学需要特殊的勇敢。

伽利略在实验过程中遇到了种种困难，但是他没有放弃，克服困难最后得到了落体规律。

鼓励学生在今后的学习中，遇到困难挫折，应该勇敢地面对，要有坚强的信念。

4.如何解释人们常常看到的石头比树叶下落得快呢？
让学生用一块橡皮和几片完全相同的纸片，先猜想，再实验，再外推，得出结论。

学生学大师，自己做大师。

学以致用。

五、伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法.请同学们总结本节内容，归纳这种科学方法.
同学讨论后归纳：对现象的一般观察→提出猜想→运用逻辑得出推论→实验进行检验→合理外推→对假设进行修正和推广→……
而亚里士多德的方法呢？对现象的一般观察→经验总结
两种方法对比，分析亚里士多德失败了，他的失败就在于他把生
活经验等同于科学研究。

而伽利略大胆地把逻辑推理和实验结合起来，引入到科学探究的方法中来，从而使物理学踏上了正确的轨道。

点评：方法比知识更重要。

学生总结：
布置作业：
1.查找更多的关于亚里士多德和伽利略关于自由落体运动的研究过程，写出自己的感想。

2.如果利用现有的实验仪器，你如何再行设计伽利略的实验方案，再现伽利略斜面实验探究过程？
板书设计：
第二章匀变速直线运动的研究
第六节伽利略对自由落体运动的研究
1.观察现象，提出问题
2.猜想与假说
3.逻辑推理（包括数学演算）
4.实验验证
5.合理外推
6.得出结论。