高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教案1新人教版必修1

伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、課標(biāo)要求：1、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(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)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。2、教學(xué)難點(diǎn)：（1）當(dāng)無法驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何引導(dǎo)學(xué)生巧妙設(shè)計(jì)斜面實(shí)驗(yàn)間接驗(yàn)證；（2）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。3、課時(shí)安排：1課時(shí)二、教材分析：本節(jié)內(nèi)容屬于《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中共同必須模塊Ⅰ的內(nèi)容，是以往教材所沒有的。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)的定義和利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶來驗(yàn)證“自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)”。新教材專辟這一節(jié)，并無重復(fù)之嫌。目的是讓學(xué)生深刻體會(huì)到在當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不精確的條件下伽利略如何提出問題，遇到什么問題，如何突破困難，使學(xué)生身臨其境，領(lǐng)悟其科學(xué)精神，物理思想和研究方法，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。三、設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課內(nèi)容通俗易懂，課前可由學(xué)生自主學(xué)習(xí)。上課時(shí)使學(xué)生融入伽利略的角色，如何指出亞里士多德的邏輯錯(cuò)誤，如何提出自己猜想再利用斜面實(shí)驗(yàn)間接驗(yàn)證加以外推。教師以平等地位參與討論，發(fā)表意見。由于當(dāng)斜面的傾角超過50時(shí)便很難計(jì)時(shí)，此時(shí)可用磁控電子秒表代替。分別讀出相應(yīng)的s、t，建立s-t2坐標(biāo)系描出圖象，得知斜面傾角一定，加速度一定。通過這節(jié)課的探究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高其科學(xué)素養(yǎng)。四、教學(xué)目標(biāo)：（一）教學(xué)目標(biāo)：1、了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究思路和方法；2、能夠合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖線法處理。（二）過程和方法：1、經(jīng)歷伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法，感悟科學(xué)探究的方法；2、分組進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，完成實(shí)驗(yàn)操作；3、培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)推理和圖象處理數(shù)據(jù)的能力。（三）情感目標(biāo)：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。五、教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)舊知，引出新課1、教師提問：我們?cè)谏弦还?jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)知道：（1）定義？（物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)）（2）實(shí)質(zhì)？（初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)）2、教師指出：紙張比石頭下落得慢是由于空氣阻力的影響，但使人誤以為“重物比輕物下落得快”。這正是統(tǒng)治了兩千多年的亞里士多德的觀點(diǎn)。教師：大家回憶一下，初中有篇課文《兩個(gè)鐵球同時(shí)著地》，有誰(shuí)能描述故事的主要內(nèi)容？運(yùn)用上節(jié)課知識(shí)如何解釋同時(shí)著地？學(xué)生描述并解釋。（由H=gt2t=,H相同，t相同）教師:但是,當(dāng)時(shí)還不知自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以不能用此公式。那伽利略是如何指出亞里士多德的錯(cuò)誤,建立自己的觀點(diǎn)呢？(二)邏輯推理，提出猜想:先假設(shè)亞里士多德的觀點(diǎn)是對(duì)的。則設(shè)大石頭下落的速度為8，小石頭下落的速度為4，捆在一起，大石頭被小石頭拖著會(huì)變慢，系統(tǒng)速度應(yīng)小于8；但總重量比大石頭還重，故系統(tǒng)速度應(yīng)小于8，自相矛盾。因?yàn)橹挥幸环N可能：重物和輕物應(yīng)該下落得一樣快，自由運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。猜想v∝x和v∝t兩種可能性，但經(jīng)過推理只有v∝t。如果能夠用實(shí)驗(yàn)證明，則自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（三）設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1、設(shè)計(jì)方案：教師：根據(jù)上述的猜想，請(qǐng)各小組分析討論，應(yīng)該怎樣驗(yàn)證上述猜想。學(xué)生活動(dòng)：各小組展開設(shè)計(jì)和討論，進(jìn)行指導(dǎo)。教師提問：在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下，能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證v∝t呢？學(xué)生回答：當(dāng)時(shí)v還未定義，更無法測(cè)v的大小了。教師：對(duì)！當(dāng)我們無法直接驗(yàn)證時(shí)，我們?cè)鯓酉敕ㄗ幽兀繉W(xué)生討論得：實(shí)際我們驗(yàn)證v∝t無非是來證明自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為驗(yàn)證s∝t2問題便解決了。教師又問：t的測(cè)量當(dāng)時(shí)用“滴水計(jì)時(shí)“，落體運(yùn)動(dòng)速度快，這樣測(cè)量誤差大，怎樣解決這個(gè)問題？學(xué)生討論得：先研究物體在斜面運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體運(yùn)動(dòng)速度變慢。讓小車多次從同一起點(diǎn)滾動(dòng)到斜面不同終點(diǎn)的位移和所用時(shí)間平方的比值s/t2是否保持不變，如下圖：SS3S2S1即能否觀察到：

s1/t12=s2/t22=s3/t32=………如果不斷增大傾角，其比值仍不變,再合理外推到900，此時(shí)便成自由落體運(yùn)動(dòng)了。2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：教師巡視。并將每四個(gè)人一小組，每個(gè)小組的傾斜角不同。軌道上已事先標(biāo)記好刻度。用秒表測(cè)量物體沿軌道下滑1.9m的時(shí)間。12345S(cm)t(s)t2(s2)S/t2S/cmt2/s20a=2tg改變結(jié)束計(jì)時(shí)的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（注意保持小車開始運(yùn)動(dòng)的位置始終不變），得出相應(yīng)的t2s2t3sS/cmt2/s20a=2tg 3、鞏固練習(xí)：概括伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究思路：提出問題合理猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論六、完成教學(xué)，布置作業(yè)：這節(jié)課給你最大的啟發(fā)是什么？我們應(yīng)該學(xué)習(xí)伽利略哪些優(yōu)秀品質(zhì)？課外討論，并寫成一篇小作文。七、教學(xué)流程圖：開始開始復(fù)習(xí)舊知識(shí)，引入新課，提出問題：復(fù)習(xí)舊知識(shí)，引入新課，提出問題：伽利略是如何指出亞里士多德關(guān)于“重物比輕物下落快”的錯(cuò)誤？邏輯推理，驗(yàn)證自相矛盾，提出猜想：重物和輕物下落一樣快，都是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。邏輯推理，驗(yàn)證自相矛盾，提出猜想：重物和輕物下落一樣快，都是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1、用斜面實(shí)驗(yàn)901、用斜面實(shí)驗(yàn)900外推2、用磁控秒表代“水鐘”如