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1、2.6伽利略对自由落体运动的研究教学设计 王昭慧 华中师范大学【教学目标】 v 知识与技能1.初步了解近代实验科学产生的背景。认识实验对物理学发展的推动作用。v 过程与方法1.通过伽利略对自由落体运动现象的研究来体验科学研究的方法。2.培养学生自己查找资料学习物理学史。v 情感态度与价值观1. 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。 2.从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。【教学重难点】 伽利略对落体问题的逻辑推理，验证性实验的设计以及伽利略的理想外推。【教学过程】教学环节师
2、生活动设计思路复习旧课，引入新课1. 复习自由落体运动的定义2.展示两段关于亚里士多德和伽利略的介绍，让学生猜他们分别是谁。关于亚里士多德：他是位伟大的哲学家，他的著作传入西方，成为神秘的异端；1225年，巴黎大学正式把他的著作列为必读书籍；他的哲学与文艺复兴时期的新知识相抵触，在许多年代中阻碍着科学思想的解放。他认为凡是运动都需要不断的施加力量。他是柏拉图的学生，亚历山大的老师。关于伽利略：他于1564年2月25日（米开朗琪罗去世前三天）出生在比萨。当时文艺复兴已基本完成。他发明了温度计，还发明了天文望远镜观测天空，他相信自然界的规律是简单的，并建立了速度、加速度的概念。借助物理史实的素材激
3、发学生的学习兴趣，开拓视野。新课展开伽利略对落体运动的研究提出问题：伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建立自己理论的？ 一、逻辑的力量：佯谬法结合多媒体重现伽利略用逻辑推理否定亚里士多德的观点的过程。二、猜想与假说（1）建立概念描述物理规律（2）猜想1.伽利略认为一切物体的运动都是以最简单的秩序进行的。最简单的变速运动速度应该是均匀变化的。2.对速度均匀变化的假设：假设一 速度与位移呈正比（用数学推理得出时间是定值，错，舍去）假设二 速度与时间成正比（伽利略大胆的猜测）3. 大胆猜测：下落物体的速度随时间均匀增加三、实验验证 让学生阅读课本“实验验证”部分1、2、3段，回答问题：伽利略的实验遇
4、到了哪些困难？他是如何克服困难，改进实验的？ 学生回答，教师总结。1.困难一：瞬时速度无法准确测量伽利略应用数学推理得出结论：做初速度为零的匀变速运动的物体通过的位移与所用时间的的平方成正比。这样，只要测出做变速运动的物体通过不同位移所用时间，就可以验证这个物体是否做变速运动。2.困难二：物体下落很快，很难测定不同位移的时间为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下，做了上百次的实验。小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多，所以时间容易测量些。 3.实验结果 光滑斜面的倾角保持不变，从不同位置让小球滚下，小球通过的位移跟所
5、用的时间的平方之比是不变的。由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动。换用不同质量的小球重复上述实验，位移跟所用时间平方的比值仍不变，这说明不同质量的小球沿同一倾角所做的匀变速直线运动的情况是相同的。不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得出位移跟所用的时间的平方之比随斜面倾角的增加而增大。这说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而增大。 4.合理外推当斜面倾角增大到90。的情况，这时小球将自由下落，成为自由落体。伽利略认为，这时小球仍然会保持匀变速运动的性质。这种从斜面运动到落体运动的外推，是很巧妙的。不过，用外推法得出的结论，并不一定都是正确的。现代物理研究中也常用外推法，但用这种方法得出的结论都要经过实验的验证才能得到承认。学生自学，体验伽利略科学研究之路的艰辛。知识深化与扩展四、引导学生总结伽利略的科学方法（1） 科学研究的基本要素是：观察现象提出假设逻辑推理实验检验修正推广（2） 科学思想方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学推演）结合起来。强调科学的研究方法，突出过程与方法教学。小结与作业6. 让学生谈谈这节课的收获亚里士多德与伽利略给我们的启示：7. 布置作业学生畅谈收获能加深印象。