2018-2019學(xué)年高中物理 專題2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究教案 新人教版必修1.doc

2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究【知識與技能】1、了解伽利略對自由落體運(yùn)動的研究思路和方法；2、能夠合理設(shè)計實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖線法處理?！具^程與方法】1、讓學(xué)生初步體會抽象思維、提出假說、科學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要思路和方法2、通過史實(shí)了解伽利略研究自由落體規(guī)律的過程，體會其推理方法的奧妙，同時了解猜想的必要性，感受探究規(guī)律的幾個必要過程和科學(xué)方法的重要性，了解體會一些科學(xué)的方法【情感態(tài)度與價值觀】1、激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)伽利略敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，善于觀察思考，知難而進(jìn)的優(yōu)秀品質(zhì)；2、培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致的意志品質(zhì)，創(chuàng)新思想和互相協(xié)作的精神。【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)通過重現(xiàn)重大發(fā)現(xiàn)的歷史過程，讓學(xué)生親臨其境探究伽利略對自由落體運(yùn)動研究的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)其科學(xué)思維方法和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。教學(xué)難點(diǎn)1、“觀念-思考-推理-猜想-驗(yàn)證”是本節(jié)的重點(diǎn)思路，也是培養(yǎng)良好思維習(xí)慣的重要參考2、當(dāng)無法驗(yàn)證自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動時，如何引導(dǎo)學(xué)生巧妙設(shè)計斜面實(shí)驗(yàn)間接驗(yàn)證；3、引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中怎樣進(jìn)行合理猜想、數(shù)學(xué)推理、合理外推等重要方法?！窘滩姆治觥勘竟?jié)內(nèi)容是讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)伽利略研究自由落體運(yùn)動的科學(xué)思維方法和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思.教材編寫的脈絡(luò)清楚，邏輯推理嚴(yán)謹(jǐn)，文字表述生動、通俗易懂，因此，適合于學(xué)生自主學(xué)習(xí).本節(jié)注重過程與方法、情感態(tài)度和價值觀的一個標(biāo)志性內(nèi)容.過去的教學(xué)過分注重對知識與技能的掌握，而忽略了對科學(xué)精神、科學(xué)研究方法的培養(yǎng).因此，能否通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生體會到人類對自然世界的探究思想和方法，感受到一位偉大的科學(xué)家的高尚情操，就成為這節(jié)課最終的目標(biāo).【教學(xué)過程】新課導(dǎo)入我們用手拿一個小球和一張紙片，放開后，小球和紙片從靜止開始下落.我們可以看到，小球先落地，紙片后落地.公元前4世紀(jì)，古希臘偉大的思想家、哲學(xué)家亞里士多德（Arestotle）根據(jù)與我們類似的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落得快.亞里士多德的論斷流傳了近2 000年，直到16世紀(jì)，在意大利的比薩斜塔上，伽利略做了著名的兩個球同時落地的實(shí)驗(yàn).兩個輕重不同的小球同時落地的聲音，是那樣的清脆美妙，又是那樣的發(fā)聾振聵！它動搖了人們頭腦中的舊觀念，開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理之先河，將近代物理學(xué)以至近代科學(xué)推上了歷史的舞臺.今天這節(jié)課我們就一起來經(jīng)歷伽利略對自由落體運(yùn)動的研究過程，領(lǐng)悟這位大師的科學(xué)精神、物理思想、研究方法，得其精髓，有所借鑒.新課內(nèi)容一、綿延兩千年的錯誤(課件展示)亞里士多智的觀點(diǎn)：物體越重，下落越快著名的思想家亞里士多德(Aristotle，前384一前322)經(jīng)過了觀察和總結(jié)認(rèn)為“物體下落的速度與重力成正比”這一觀點(diǎn)正好應(yīng)和了人們潛意識里的想法，同時，它又是偉大的亞里士多德提出的論斷，人們深信不疑從那以后，人們判斷物體下落的快慢甚至給孩子們上課時一直堅(jiān)持這一觀點(diǎn)，這一觀點(diǎn)一直延續(xù)了2000多年，從沒有人對它提出異議交流與討論：提出問題：為什么會有錯誤的認(rèn)識呢?參考答案：錯誤認(rèn)識的根源在于不注童探索事物的本質(zhì)，思考不求甚解二、邏輯的力量讓學(xué)生閱讀教材P46頁的相關(guān)內(nèi)容：16世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略（Galileo Galilei,15641642）對亞里士多德的論斷表示了懷疑后來，他在1638年出版的兩種新科學(xué)的對話一書中對此作出了評論根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭捆在一起時，大石頭會被小石頭拖著而減慢，結(jié)果整個系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8；但兩塊石頭捆在一起，總的重力比大石頭還要重，因此整個系統(tǒng)下落的速度要比8還大這樣，就從“重物比輕物落得快”的前提推斷出了互相矛盾的結(jié)論，這使亞里士多德的理論陷入了困境為了擺脫這種困境，伽利略認(rèn)為只有一種可能性：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快（傳說伽利略在比薩斜塔上做過落體實(shí)驗(yàn)，但后來又被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目甲C否定了盡管如此，來自世界各地的人們都要前往參觀，他們把這座古塔看做伽利略的紀(jì)念碑）做一做請你用一枝鉛筆和較厚的一本書如圖所示，體驗(yàn)伽利略佯謬三、猜想與假設(shè)伽利略認(rèn)為，自由落體是一種最簡單的變速運(yùn)動他設(shè)想，最簡單的變速運(yùn)動的速度應(yīng)該是均勻變化的但是速度的變化怎樣才算均勻呢?他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經(jīng)過相等的時間，速度的變化相等，另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經(jīng)過相等的位移，速度的變化相等伽利略假設(shè)第一種方式最簡單，并把這種運(yùn)動叫做勻變速運(yùn)動四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證讓學(xué)生閱讀教材P47頁的相關(guān)內(nèi)容，閱讀后討論以下問題：【困難一】速度無法直接測量突破：間接驗(yàn)證，借助于數(shù)學(xué)推理得出從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動的物體，通過的位移與時間的平方成正比.若v00,且vt必有xt2【困難二】落體運(yùn)動時間太短，無法準(zhǔn)確測量突破：設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)，“沖淡”重力，使其加速度減小。由于伽利略時代的實(shí)驗(yàn)儀器不能精確測量快速下落所需的時間，所以他設(shè)想通過斜面落體來“沖淡重力”，并通過延伸斜面和控制斜面傾角來控制物體運(yùn)動的速度和所經(jīng)歷的時間經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然不斷改變斜面的傾斜度，但得到的結(jié)果有共同點(diǎn)：小球經(jīng)過的距離的比值等于經(jīng)過這些距離對應(yīng)所用時間間隔的平方之比伽利略在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行合理外推，當(dāng)傾角增大到90度時，實(shí)驗(yàn)結(jié)論仍應(yīng)成立，此即豎直落體運(yùn)動至此，伽利略就完成了對自由落體運(yùn)動的研究雖然當(dāng)時伽利略已經(jīng)意識到空氣的阻力將影響物體的下落，但是由于科學(xué)發(fā)展和儀器設(shè)備的限制，當(dāng)時仍然沒有辦法用實(shí)驗(yàn)手段得到真空，所以并不能真正地完成一個自由落體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)伽利略的研究也只能停留在理論研究的部分，直到牛頓的時代，發(fā)明了抽氣機(jī)，才由牛頓設(shè)計了錢羽管（又稱牛頓管），真正用實(shí)驗(yàn)證明在真空中，物體下落速度與物體重力無關(guān)于是，伽利略的理論終于從純理論研究進(jìn)入實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其正確性五、伽利略的科學(xué)方法對現(xiàn)象一般觀察一提出猜想一運(yùn)用邏輯推理一實(shí)驗(yàn)對推理驗(yàn)證一對猜想進(jìn)行修證(補(bǔ)充)一推廣應(yīng)用伽利略的科學(xué)思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推理)和諧地結(jié)合起來從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展【教學(xué)反思】這節(jié)課最終的目標(biāo).為了更好地落實(shí)新課標(biāo)的精神，該教學(xué)策略采用了先讓學(xué)生收集相關(guān)資料，在課堂上經(jīng)過討論和發(fā)表見解，充實(shí)和完善伽利略的研究過程與方法.引導(dǎo)學(xué)生一步步體會伽利略嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、不畏強(qiáng)權(quán)的探索精神和正確地解決問題的思路，樹立正確的科學(xué)觀念。