高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教案1 新人教版必修1.doc

2.6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教材分析：人教版必修1把伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究單獨(dú)的作為一節(jié)來進(jìn)行研究學(xué)習(xí)，其目的在于讓學(xué)生回到歷史時(shí)期去感受科學(xué)家的探索過程，體驗(yàn)科學(xué)研究方法的形成過程及其意義，感受歷史上科學(xué)研究過程的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生振興中華、將科學(xué)服務(wù)于人類社會的責(zé)任感。本節(jié)內(nèi)容側(cè)重于三維目標(biāo)中對情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)。教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能1、認(rèn)識空氣阻力對落體運(yùn)動(dòng)的影響，知道自由落體運(yùn)動(dòng)的概念；2、明確伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法，領(lǐng)會伽利略的科學(xué)思想。3、通過對自由落體頻閃照片的數(shù)據(jù)處理得出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大??；4、通過勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；（二）過程與方法1、體驗(yàn)伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)研究方法。2、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力3、幫助學(xué)生建立起科學(xué)的直覺與經(jīng)驗(yàn)（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、體驗(yàn)伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)研究方法。2、培養(yǎng)學(xué)生的想象力和分析處理物理問題的能力3、體驗(yàn)科學(xué)研究過程的艱辛4、形成科學(xué)的直覺與經(jīng)驗(yàn)5、培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神教學(xué)重點(diǎn)：讓學(xué)生了解抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)方法。教學(xué)難點(diǎn)：使學(xué)生體會“發(fā)現(xiàn)問題對現(xiàn)象的觀察提出假設(shè)運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯手段得出推論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論”的科學(xué)探究方式教學(xué)資源：牛頓管、抽氣機(jī)、紙片、鐵片、刻度尺、小球、天平、放有海綿的緩沖盒、頻閃照片、自制ppt課件。教法與學(xué)法：講述法，類比法，教學(xué)設(shè)計(jì)流程：結(jié)合教材知識內(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：歷史回顧思考分析 數(shù)學(xué)辨析數(shù)學(xué)總結(jié)提 出 問 題 建立猜想 總結(jié)概括歸納線索 理論思辨數(shù)學(xué)推理創(chuàng)設(shè)情境體驗(yàn)過程觀察實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)方法創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案教學(xué)過程：教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖問題導(dǎo)入設(shè)置問題，科學(xué)探究結(jié)論得出教師總結(jié)歷史回顧：類似的現(xiàn)象生活中很常見，早在公元前4世紀(jì)，古希臘偉大的哲學(xué)家亞里斯多德根據(jù)與我們同樣的觀察直接得出結(jié)論：物體越重，下落得越快！這一論斷流傳了近二十個(gè)世紀(jì)即兩千年。伽利略認(rèn)為亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，認(rèn)為物體下落的快慢與物體的重量沒有關(guān)系（ppt展示亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)。）同學(xué)們想想看，是不是重的物體一定比輕的物體下落得快呢？在16世紀(jì)末，意大利的物理學(xué)家伽利略有一個(gè)巧妙的推理。（稱“落體佯謬”）推理是這樣的：假設(shè)重的物體下落得快是正確的話，現(xiàn)在有兩塊石頭，一大一小大的比小的重，根據(jù)假設(shè)，讓這兩塊石頭單獨(dú)下落，大石頭下落得快，如果把這兩塊石頭拴在一起下落的話，大石頭會被小石頭往上拖著比原來慢，而小石頭反過來也會被大石頭往下拖著比原來快，所以整體下落速度會比原來的大石頭單獨(dú)下落慢。換一個(gè)角度去分析，兩塊石頭連在一起肯定比原來的大石頭要重，所以根據(jù)重的物體下落快的假設(shè)，兩塊石頭加一起應(yīng)該比大石頭單獨(dú)下落要快。發(fā)現(xiàn)問題可見，用同一個(gè)假設(shè)得出了兩個(gè)截然相反的結(jié)論。可知，假設(shè)不成立！提出假說：物體下落的過程是一個(gè)速度逐漸增大的過程,其速度與時(shí)間成正比. v t在沒有進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)之前，他的認(rèn)識是十分模糊的，于是從最簡單原則出發(fā)，猜想速度應(yīng)均勻變化，具體表現(xiàn)有兩種，一種為vt，另一種為vx，后經(jīng)推算，后一種將很復(fù)雜，于是將注意力集中在對前一種的研究中。又從上面假設(shè)出發(fā)，巧妙地導(dǎo)出了物體下落的距離與時(shí)間的平方成正比關(guān)系. h t間接驗(yàn)證：怎樣證明猜想是正確的？大家?guī)缀醪患s而同的想到實(shí)驗(yàn)，暫不說實(shí)驗(yàn)怎樣設(shè)計(jì)，單就這一想法就體現(xiàn)了伽利略的偉大之處，因?yàn)樵诖酥?，學(xué)者們總是通過思辨性的論戰(zhàn)決定誰是誰誰非，伽利略是將實(shí)驗(yàn)引入物理學(xué)領(lǐng)域的第一人。伽利略的上百次實(shí)驗(yàn)表明：小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)確實(shí)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，換用不同質(zhì)量的小球，從不同高度開始滾動(dòng)，只要斜面傾角一定，小球的加速度都是相同的，增大斜面傾角，加速度隨之增大。合理外推：由斜面實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論并非嚴(yán)格意義上的落體，適當(dāng)增大斜面傾角，結(jié)論仍正確，再進(jìn)一步增大斜面傾角，由于小球運(yùn)動(dòng)過快而無法對時(shí)間進(jìn)行測定的情況下，合理的將實(shí)驗(yàn)結(jié)論外推到900，從而完成了對自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，得出了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而且所有物體下落時(shí)的加速度都是相等的結(jié)論。得出結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同一地點(diǎn)一切物體下落的加速度都相同，方向豎直向下,這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。讓學(xué)生討論、分析出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特征；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律；自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。速度公式：vtgt位移公式：hgt2/2伽利略的研究過程：發(fā)現(xiàn)問題對現(xiàn)象的觀察提出假設(shè)運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯手段得出推論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論 由于實(shí)驗(yàn)條件所限，伽利略無法精確計(jì)算出加速度的小，現(xiàn)在我們已經(jīng)能比較容易的計(jì)算出加速度的大小。教師播放頻閃照片獲得原理的動(dòng)畫片段。得出自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。得出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大小。由x= at可得 a= x/t 得a= 9.8m/s同一地點(diǎn)一切物體的重力加速度都相同，大小約為9.8m/s ,方向豎直向下, 通常用g表示。粗略計(jì)算時(shí)還可取g =10m/s學(xué)以致用：問題：同學(xué)們思考如何利用今天所學(xué)知識測量懸崖、峽谷的高度、或一口井的深度。小游戲：利用直尺測反應(yīng)時(shí)間教師引導(dǎo)提示出方法，并讓個(gè)別同學(xué)上講臺當(dāng)場測試。并用事先準(zhǔn)備好的“反應(yīng)時(shí)間測量尺”直接讀出學(xué)生的反映時(shí)間。讓學(xué)生解釋其反應(yīng)時(shí)間的測量方法。小結(jié)：通過本堂課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們收獲了什么？教師幫助梳理本堂課知識要點(diǎn)。隨堂練習(xí)：1. 在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度和加速度等概念來描述物體的運(yùn)動(dòng)，并首先采用了實(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，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)的發(fā)展。 a 亞里士多德 b 伽利略 c 牛頓 d 愛因斯坦2.伽利略用巧妙的推理推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，從而提出了自由落體是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)該是均勻變化的觀點(diǎn)，這種方法在科學(xué)研究中叫（ ）a 數(shù)學(xué)推演 b 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 c 猜想與假設(shè) d 邏輯推理 3.某同學(xué)搖動(dòng)蘋果樹，從同一高度一個(gè)蘋果和一片樹葉同時(shí)從靜止直接落向地面，蘋果先著地，下面說法正確的是 （ ）a 蘋果和樹葉做的都是自由落體運(yùn)動(dòng)b 蘋果和樹葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)c 蘋果的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹葉的運(yùn)動(dòng)不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)d 假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會同時(shí)落地結(jié)束語：較之于伽利略所處的年代，我們的環(huán)境是非常好的，希望大家能從伽利略的思維閃光點(diǎn)以及科研方法的程序中得到啟發(fā)，真正做到善于觀察，勤于思考，勇于探索。作業(yè)設(shè)計(jì)：（1）在網(wǎng)上搜集亞里士多德和伽利略相關(guān)資料，學(xué)習(xí)這兩位科學(xué)巨人的為追求真理而不懈努力的精神；學(xué)生注意聽講，跟隨教師的思路一起去理解。感悟伽利略推理的巧妙！學(xué)生看書結(jié)合教師的講解體會過程伽利略遇到的困難和解決方案：困難之一：無法測量瞬時(shí)速度。解決方案：改測位移與時(shí)間的關(guān)系（靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體s）困難之二：沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具。解決方案：“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)學(xué)生通過已知?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的規(guī)律結(jié)合自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律學(xué)生看幻燈片聽教師介紹學(xué)生處理照片數(shù)據(jù)，在教師的引導(dǎo)下計(jì)算出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大小學(xué)生利用直尺設(shè)計(jì)測反應(yīng)時(shí)間的方法學(xué)生回答本堂課所學(xué)知識認(rèn)識只考慮主要因素而忽略次要因素的研究方法。體會真理的來之不易培養(yǎng)學(xué)推理能力。重溫伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的探究過程板書設(shè)計(jì)1.2.6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、對落體運(yùn)動(dòng)的兩種不同觀點(diǎn)：1、 亞里士多德：2、 伽利略：導(dǎo)致物體下落快慢的原因：空氣阻力結(jié)論：在沒有空氣阻力的空間，物體下落只受重力