2.6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教案(人教版必修一)

1、6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究整體設(shè)計(jì)教材分析本節(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(dòng)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(dòng)、通俗易懂，因此，適合于學(xué)生 自主學(xué)習(xí).本節(jié)是新教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀的一個(gè)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).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

2、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.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“觀察現(xiàn)象7實(shí)驗(yàn)探索7提出問題7討論問題7解決問題”的科學(xué)探究方 式.課時(shí)安排1課時(shí)三維目標(biāo)1 .知識與技能(1) 明確伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法.(2) 領(lǐng)會伽利略的科學(xué)思想.2. 過程與方法了解伽利略的實(shí)驗(yàn)研究過程，認(rèn)識伽利略有關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生探求知識的能力.3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀從科學(xué)研究過程中體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)敢于堅(jiān)持真理，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實(shí)事求是的科學(xué)

3、態(tài)度，逐步幫助學(xué)生樹立起辯證唯物主義的認(rèn)識論.課前準(zhǔn)備小石子若干、形狀相同的紙片若干、羽毛、小金屬片若干、牛頓管、抽氣機(jī)、多媒體教 學(xué)設(shè)備、自制課件教學(xué)過程導(dǎo)入新課故事導(dǎo)入古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，重的物體比輕的物體下落得要快.這符合人們的常識，如玻璃彈子就比羽毛下落得快. 其實(shí)古代時(shí)我國也出現(xiàn)過這種故事： 傳說三國時(shí)期，周倉欲 與關(guān)羽比力氣，關(guān)羽說你能把一根稻草丟過河嗎？周倉多次試丟未成，反問關(guān)羽.關(guān)羽隨手將一捆稻草輕易丟過了河，令周倉折服.這個(gè)故事真能說明關(guān)羽臂力過人嗎？為什么？復(fù)習(xí)導(dǎo)入上一節(jié)課學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)，什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？自由落體運(yùn)動(dòng)有哪些規(guī)律？學(xué)生回憶并回答.物體的下落快慢

4、和重力沒有關(guān)系的結(jié)論在今天看來似乎并不難以接受.但這個(gè)結(jié)論卻是伽利略在經(jīng)歷了長時(shí)間的思考和實(shí)踐后才得出的.今天我們就要一起來回顧伽利略的研究過程.推進(jìn)新課一、綿延兩千年的錯(cuò)誤比如：樹上的一個(gè)蘋果和一16世紀(jì)以前，以亞里士多人們?nèi)粘Ｉ畹慕?jīng)驗(yàn)告訴我們，重的物體下落總是比較快.片樹葉同時(shí)從樹上同一高度掉下來，一定是蘋果先落地.所以在德為代表的學(xué)者認(rèn)為物體下落的快慢由物體的重力決定，物體越重下落越快.由于亞里士多德在各方面的突出成就，人們將他的觀點(diǎn)奉為經(jīng)典，當(dāng)時(shí)的教科書上這樣寫，眾多學(xué)者也認(rèn) 同.雖然也有人表示懷疑，但由于教會利用他的結(jié)論，進(jìn)行神化處理，所以大家都不敢對這一觀點(diǎn)發(fā)出公開的質(zhì)疑. 直到

5、文藝復(fù)興時(shí)期， 才由伽利略通過推理的方法研究下落運(yùn)動(dòng)的規(guī) 律并發(fā)表.之后伽利略也由于他的著作而受到教會的迫害，被判處終身監(jiān)禁，著作也被列為禁書.但科學(xué)終究要點(diǎn)評：通過講述以上內(nèi)容使學(xué)生明白科學(xué)發(fā)展的道路并不是一帆風(fēng)順的， 向前發(fā)展.培養(yǎng)學(xué)生敢于追求真理的無畏精神.問題探究伽利略是怎么推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論的呢？通過探究該問題，培養(yǎng)學(xué)生探求知識的能力，體會伽利略有關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想和方法.學(xué)生根據(jù)課本提供的內(nèi)容和事先查閱的資料分組討論，小組推選一位同學(xué)發(fā)表討論結(jié)果.教師總結(jié)：伽利略通過四個(gè)環(huán)節(jié)推翻了亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論.在提出問題后教師幫助學(xué)生得出結(jié)論，可運(yùn)用多媒體進(jìn)行以

6、下操作：展示圖片和資料.課件模擬斜塔實(shí)驗(yàn).課件模擬不同傾角的斜面實(shí)驗(yàn).錢羽管（牛頓管）演示實(shí)驗(yàn).二、邏輯的力量學(xué)生閱讀：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(shí)，大石頭會被 小石頭拖著而減慢，結(jié)果整個(gè)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(gè)系統(tǒng)下落的速度要比 8還大.

7、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）問題：伽利略是怎樣論證亞里士多德觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的？猜想：既然物體下落過程中的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無關(guān)，那么為什么在現(xiàn)實(shí)生活中，同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢不同呢？我們能否猜想是由于空氣阻力的作用造成的呢？如果 沒有空氣阻力將會怎樣呢？學(xué)生討論后回答.【做一做】請你用一支鉛筆和較厚的一本書如圖所示，

8、體驗(yàn)伽利略佯謬.三、猜想與假說 伽利略運(yùn)用理想模型，猜想運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.在有了認(rèn)真觀察，仔細(xì)思考和較為嚴(yán)密的推理之后，對問題的認(rèn)識就要有一個(gè)科學(xué)的猜是建立概念描述規(guī)律的前想，或者叫假說，這是對事物認(rèn)識的模型，是對事物認(rèn)識的基礎(chǔ)，提.展示課件，提出問題：1. 伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)首先應(yīng)解決的問題是什么？2. 用什么量來描述物體“運(yùn)動(dòng)性質(zhì)”？3. 伽利略作了怎樣的猜想？學(xué)生閱讀課文，思考問題，小組討論，選代表回答.然后再定義勻加速運(yùn)動(dòng)，用于 他對勻加速運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識十即v與t成正比;首先定義勻速運(yùn)動(dòng)， 表明時(shí)間與通過的空間的比例關(guān)系. 表述時(shí)間與速度的關(guān)系. 但在沒有進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)研究之前，分模糊.一開

9、始他的設(shè)想有兩個(gè)，一個(gè)是速度的變化對時(shí)間來說是均勻的， 另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即v與x成正比.后來發(fā)現(xiàn)，如果v與x成正比，將推導(dǎo)出荒謬的結(jié)論.所以伽利略的精力集中在 成正比的研究上.在定義勻速運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上， 伽利略提出第一定理， 即平均速度定理： 一個(gè)從靜止開始的 勻加速運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過任一空間所用時(shí)間等于這個(gè)物體以一個(gè)均勻速率經(jīng)過同一空間所需 的時(shí)間.這個(gè)均勻速率值等于最高速率和加速剛開始前的速率的平均值.以第一定理為基礎(chǔ)，伽利略又推出定理二：一個(gè)從靜止開始的勻速運(yùn)動(dòng)下落的物體所經(jīng) 過的各段空間的比，等于經(jīng)過這些距離對應(yīng)所用的各個(gè)時(shí)間間隔的平方之比.伽利略又給出定理二的另一種表

10、述： 在相等的時(shí)間間隔里速度按自然數(shù)增加，而在這些相等的時(shí)間間隔里所經(jīng)過的距離的增量之比則等于從1開始的奇數(shù)之比.至此，伽利略便完成了自由落體定律的數(shù)學(xué)表述.伽利略修正了早期對于自由落體運(yùn)動(dòng)的一些錯(cuò)誤提法，提出正確的表述：在勻加速運(yùn)動(dòng)中，落體的瞬時(shí)速度正比于下落的時(shí)間，經(jīng)過的距離正比于時(shí)間的平方.這樣，并不需要測量瞬時(shí)速度，只要測定t與對應(yīng)的s就可以了.四、伽利略猜想的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想畢竟是猜想，是否正確，是否具有指導(dǎo)意義，還需要驗(yàn)證.展示問題：伽利略遇到了什么困難？如何解決的？（學(xué)生仔細(xì)閱讀后討論，得出）1. 困難之一：無法測量瞬時(shí)速度.通過的位移與時(shí)解決方案：借助于數(shù)學(xué)推理得出從靜止開始做勻加

11、速直線運(yùn)動(dòng)的物體， 間的平方成正比.2. 困難之二：沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具，無法測定像自由落體這樣較短的時(shí)間.解決方案：設(shè)計(jì)了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn).點(diǎn)評：通過該問題的創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力， 體會伽利略所采用的方法的巧妙， 鼓勵(lì)學(xué)生要敢于猜想，大膽發(fā)現(xiàn)，勇于創(chuàng)新.多媒體展示：傳說中（并無歷史事實(shí)記錄），伽利略親自登上比薩斜塔，讓兩個(gè)輕重不同的球同時(shí)從手中開始下落，結(jié)果兩球同時(shí)落地.因?yàn)樗⒉桓?，而且物體在下落時(shí)速度又很快，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)有其局限性，難以明確s是否真的與t的平方成正比.于是，伽利略又在設(shè)計(jì)另一實(shí)驗(yàn)斜面實(shí)驗(yàn).由于伽利略時(shí)代的實(shí)驗(yàn)儀器不能精確測量快速下落所需的時(shí)間，所以他設(shè)想

12、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(dòng)的速度和所經(jīng)歷的時(shí) 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(shí)間間隔的平方之比.伽利略在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行合理外推，當(dāng)傾角增大到 90度時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論仍應(yīng)成立，此即豎直落體運(yùn)動(dòng).至此，伽利略就完 成了對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究.雖然當(dāng)時(shí)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(shí)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(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)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(shí)代，發(fā)明了抽氣機(jī)，

13、才由牛頓設(shè)計(jì)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.其實(shí)落體現(xiàn)象一直是引起物理學(xué)家們思考的現(xiàn)象，在伽利略之前，14世紀(jì)的艾伯特認(rèn)為下落物體的速度與下落的距離成正比.另一位14世紀(jì)的學(xué)者，N.奧雷姆根據(jù)對各種運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)研究，提出下落物體的速率與下落的時(shí)間成正比，下落的距離與下落時(shí)間的平方成正比.15世紀(jì)，L.達(dá)芬奇提出在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)下落物體的距離比為1 : 2 : 3 : 4 : 問題：伽利略是怎樣建立自己的理論的呢？學(xué)生思考，回答：伽利略通過四個(gè)環(huán)節(jié)推翻了亞里士多德的結(jié)論并建立

14、自己的理論.1. 運(yùn)用推理方法，使亞里士多德的結(jié)論陷入矛盾中.2. 運(yùn)用理想模型，猜想落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.3. 運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，推導(dǎo)自由落體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及可以直接測定的物理量之間的 函數(shù)關(guān)系.4. 運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，對自由落體運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.五、伽利略的科學(xué)方法伽利略對運(yùn)動(dòng)的研究， 不僅確立了許多用于描述運(yùn)動(dòng)的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的方法.請同學(xué)們總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，歸納這種科學(xué)方法.同學(xué)討論歸納：對現(xiàn)象的一般觀察7提出假設(shè)7運(yùn)用邏輯得出推論7實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)7對 假設(shè)進(jìn)行修正和推廣7教師點(diǎn)評：1.伽利略的偉大之處就在于他首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想的科學(xué)方法.2.合理的外推對得出

15、正確結(jié)論有很大的幫助.提出問題：為什么最終我們特別重視伽利略的結(jié)論呢？回答：因?yàn)橘だ詫栴}的研究比較全面，先是通過觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)，運(yùn)用邏輯和數(shù)學(xué)推理得出推論，再通過實(shí)驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)（這是其他物理家在研究同一問題上缺少的 關(guān)鍵環(huán)節(jié)），并對假說進(jìn)行修正和推廣.他最先研究了慣性運(yùn)動(dòng)和落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路.他倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合，用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論的推導(dǎo).這種研究方法對以后的科學(xué)研究工作具有重大的指導(dǎo)意義.而且伽利略不迷信權(quán)威，對待問題勤于思考， 敢于提出問題、挑戰(zhàn)權(quán)威，不畏強(qiáng)權(quán)的精神也是我們應(yīng)為之喝彩并學(xué)習(xí)的.1642年，伽利略在貧病交加中逝世，享年78歲

16、.直到1983年，羅馬教廷正式承認(rèn)，350年前宗教裁判所對伽利略的審判是錯(cuò)誤的.點(diǎn)評：通過解決此問題體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)敢于堅(jiān)持真理，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生樹立起辯證唯物主義的認(rèn)識論.課堂訓(xùn)練1. 小鵬搖動(dòng)蘋果樹，從同一高度一個(gè)蘋果和一片樹葉同時(shí)從靜止下落，發(fā)現(xiàn)蘋果先落地，下面說法正確的是（）.A. 蘋果和樹葉都是自由落體運(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)則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).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：“

17、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（.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證邏輯推理某人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在一根長為I的繩兩端各拴一重球, 另一人在樓下測量兩球落地的時(shí)間A.數(shù)學(xué)推演BC.猜想與假設(shè)D3. 為了測量一高樓的高度，一人站在樓頂上，手執(zhí)繩上端無初速釋放使其自由落下， 差即可根據(jù)I、 t、g得出樓的高度.（不計(jì)空氣阻力）（1）從原理上講，這個(gè)方案是否正確？（2）從實(shí)際測量來看，你估計(jì)最大困難是什么？（3）若測得I = 10 m, t = 0.4 s , g取10 m/s2，估算樓的高度.參考答案：1.解析：由于蘋果所受到的空氣阻力比蘋果自身所受重力小得多，可以忽 略

18、不計(jì)，因此蘋果的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)；在沒有空氣阻力的情況下，蘋果、樹葉只受重力作用，因此都是自由落體運(yùn)動(dòng).答案：CD2. 解析: 答案：C3. 解答：設(shè)樓高為提出理論，然后由實(shí)驗(yàn)支持、驗(yàn)證的方法叫假設(shè).(1)這個(gè)方案正確H對下邊的球?qū)ι线叺那蛳r(shí)間t1 2H l =-g t21 2H= 2g (t + t)可求得樓的高度.(2) 計(jì)時(shí)誤差會太大.(3) 整理以上方程代入數(shù)據(jù)可求得樓高36.45 m.課堂小結(jié)通過伽利略本節(jié)課重點(diǎn)講述了伽利略怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論的.科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)正確解決問題的思路，樹立正確的科學(xué)觀念.布置作業(yè)1如何證明VXX的猜想是錯(cuò)誤的？2寫一篇

19、短文，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識、體會和受到啟發(fā)而想到的問題.板書設(shè)計(jì)6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、對自由落體的兩種觀點(diǎn)1亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)2.伽利略的觀點(diǎn)二、伽利略的猜想和假說1伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)首先應(yīng)解決的問題：描述運(yùn)動(dòng)所需的概念2.用來描述物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的物理量：時(shí)間、位移、瞬時(shí)速度、平均速度、加速度3伽利略的猜想：VXt (最后否定掉了)三、伽利略猜想的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1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 (從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體XXt2)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)2.合理的外推四、伽利略的科學(xué)方法對現(xiàn)象的一般

20、觀察7提出假設(shè)7運(yùn)用邏輯得出推論7實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)7對假設(shè)進(jìn)行修正和推廣活動(dòng)與探究課題：用滴水法測重力加速度.過程與方法：1 讓水滴落到墊起來的盤子上， 可以清晰地聽到水滴落到盤子內(nèi)的聲音.細(xì)心地調(diào)整水龍頭的閥門， 使第一個(gè)水滴碰到盤子聽到響聲的瞬間，注視到第二個(gè)水滴正好從水龍頭滴水處開始下落.1，直到數(shù)到2聽到某個(gè)響聲時(shí)開始計(jì)時(shí)，并數(shù)“ 0”，以后每聽到一次響聲，順次加 “ 100”，停止計(jì)時(shí)，表上時(shí)間的讀數(shù)是40 s .3用米尺量出水龍頭滴水處到盤子的距離為78.56 cm試根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)及其得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出重力加速度的值.數(shù)據(jù)處理：每滴水由釋放到落到盤子所需時(shí)間40t =而 S = 0.4

21、 S1t時(shí)間內(nèi)水滴下落高度為78.56 cm，設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則h=2gt22把 h = 78.56 cm = 0.785 6 m 代入，解得 g = 9.82 m/s .設(shè)計(jì)點(diǎn)評為了使學(xué)生領(lǐng)略 本教學(xué)設(shè)計(jì) 先讓學(xué)生帶著問題本節(jié)是新教材注重過程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀的一個(gè)標(biāo)志性內(nèi)容. 從“觀察現(xiàn)象7實(shí)驗(yàn)探索7提出問題7討論問題7解決問題”的科學(xué)探究方式. 以“伽利略是怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論”問題展開， 自主探究，再由教師引導(dǎo)，共同歸納、總結(jié).這樣可提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、歸納總結(jié)的能 力.通過體驗(yàn)伽利略的科學(xué)研究方法，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，發(fā)展科學(xué)探索興趣.領(lǐng) 略堅(jiān)

22、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.備課資料1. 近代科學(xué)之父一一伽利略伽利略(1564 1642)是偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，科學(xué)革命的先驅(qū).歷史上他首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融會貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和宇宙的認(rèn)識.伽利略對科學(xué)思想的發(fā)展有巨大的影響.物理學(xué)作為一門科學(xué)就是從他這里開始的. 兩條力學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)歸功于伽利略.兩條原理不僅對于力學(xué)，而且對整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展都起了巨大的作用，這就是著名的關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的伽利略相對性原理和重力加速度恒定的原理.根據(jù)伽利略勻速直線運(yùn)動(dòng)相對性原理，牛頓得出了牛頓定律.而愛因斯坦把伽利略的力

23、學(xué)的相對性原理推廣到一切物理過程，并由此得出關(guān)于空間和時(shí)間本性的結(jié)果，導(dǎo)致愛因斯坦提出廣義相對論.伽利略還在其他方面有非常多的發(fā)明、研究.1609年，伽利略制造出自己的第一臺望遠(yuǎn)鏡，可以說這是望遠(yuǎn)鏡的第二次誕生伽利略還發(fā)明了測溫器(最早的溫度計(jì))，研制出比重計(jì).在直線運(yùn)動(dòng)中，伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)有獨(dú)到的研究，生活在公元前4世紀(jì)的希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述了物體下落的快慢由它們的重力大小決定的理論，物體越重，下落得越快.這種看法在其后兩千多年的時(shí)間里一直占統(tǒng)治地位.但是這種從表面上的觀察得出的結(jié)論實(shí)際上是錯(cuò)誤的.偉大的物理學(xué)家伽利略用簡單明了的科學(xué)推理，巧妙地提示了亞里士多德的理論內(nèi)部包含的矛

24、盾他在1638年寫的兩種新科學(xué)的對話一書中指出：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)我們把兩塊石頭拴在一起時(shí)，下落快的會被下落慢的 拖著而減慢，下落慢的會被下落快的拖著而加快，結(jié)果整個(gè)系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8.但是兩塊石頭拴在一起， 加起來比大石頭還要重， 因此重物體比輕物體的下落速度要小.這樣,就從重物體比輕物體下落得快的假設(shè)，推出了重物體比輕物體下落得慢的結(jié)論.亞里士多德的理論陷入了自相矛盾的境地.為了證實(shí)和傳播哥白尼的日心說，伽利略獻(xiàn)出了畢生精力. 由此，他晚年受到教會迫害，并被終身監(jiān)禁.1979年，梵

25、蒂岡教皇保羅二世代表羅馬教廷為伽利略公開平反昭雪，認(rèn)為 教廷在300多年前迫害他是嚴(yán)重的錯(cuò)誤.這表明教廷最終承認(rèn)了伽利略的主張一一宗教不應(yīng) 該干預(yù)科學(xué).2. 亞里士多德與伽利略給我們的啟示物理教科書上，亞里士多德給同學(xué)們的印象不佳，他老是出錯(cuò)，老是作出一些輕率的結(jié)論.同學(xué)們覺得亞氏實(shí)在太不高明而伽利略則比他偉大百倍.事實(shí)上，亞里士多德是古代一位偉大的學(xué)者，一位百科全書式的大學(xué)問家，他有著成就事業(yè)的理性方法，又有幾乎無所不 及的理想成果，他在哲學(xué)、邏輯學(xué)方面的成就至今還被應(yīng)用著，不過他在物理學(xué)中卻的確是錯(cuò)誤百出并且謬種流傳， 整整貽誤物理學(xué)二十個(gè)世紀(jì). 亞里士多德的悲哀不在于頭腦也不全 在于時(shí)代，而在于研究方法不當(dāng).亞里士多德的物理研究方法有什么特點(diǎn)呢？或許可以用“觀察加直覺”來概括，亞里士多德觀察了眾多的自然現(xiàn)象：火焰向上竄，石頭往下落、馬車要 馬拉著跑、尖厲的聲音傳得遠(yuǎn)于是便依賴于直覺推理得出一系列直覺結(jié)論.固然，觀察與直覺對物理研究是至關(guān)重要的，詳實(shí)的觀察與良好的直覺往往導(dǎo)致偉大的發(fā)現(xiàn)，觀察使人腦累積事物的形象，形成一種潛知，直覺的想象