高中物理第二章匀变速直线运动的研究2.6伽利略对自由落体运动的研究教案2新人教必修.docx

2.6 伽利略对自由落体的研究教材分析： 本节内容是让学生了解伽利略研究自由落体运的科学思维方法和巧妙的实验构思。教材编写脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表达生动和通俗易懂，适合学生自学。 本节内容是新教材推行三维目标的典范，特别注重过程与方法、情感态度和价值观。旧的教材是把伽利略对自由落体运动的研究放在自由落体运动的阅读材料中，教师把教学重点放在自由落体的条件和规律的教学中，教师很少安排时间在伽利略对自由落体运动的研究的教学上。从这一节内容的安排上可以看出新教材更加重视科学精神、科学研究方法的培养。这一节课的主要教学目的是让学生体会到人类对自然界的探究思想和方法，感受一位伟大科学家的逻辑推理能力和巧妙的实验构思。为了更好地落实新课标的精神，不能简单讲授伽利略在对自由落体的研究过程中是好何想和如何做的，要让学生充分讨论，并参与论证和实验，充分体验科学家的研究过程。学习起点分析： 学生在上一节课学习了自由落体运动，懂得物体只在重力作用下轻重物体下落快慢是相同的，但并不了解在空气阻力作用下轻重不同的物体下落快慢关系如何。学生在日常生活中常能看到重的物体下落得较快，缺少深入研究的科学精神和方法。教学目标：（一）知识与技能1、理解伽利略研究自由落体运动规律的方法（逻辑推理猜想实验结论）。2、加深对自由落体运动规律的理解。（二）过程与方法1、通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法；2、培养学生的逻辑推理能力与创造性思维能力；3、通过学习伽利略研究自由落体的过程，激发学生探索的精神。（三）情感态度与价值观1、体验科学研究的方法；2、体验科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用；3、通过课堂的师生互动，培养学生的想象能力和分析处理物理问题的能力。教学重点理解探索伽利略对自由落体的研究方法。教学难点让学生形成科学的思维方法教学资源：长平木板若干、大小不同钢球各若干、白纸数张、秒表若干、多媒体课件教学方法：讲授法、交流和讨论法、实验探究法教学建议：本节课的重点是探索伽利略对自由落体的研究方法，在教学中要在教师引导下，学生进行思考和探索、推理，并让学生做好实验，直接体会到伽利略的研究过程。教学环节设计： 结合教材知识内容和教学目标，本课的教学环节及时间分配如下：激发兴趣引发探究巩固知识知识准备知识回顾：自由落体(5分钟)创设情境提出问题（5分钟）提出问题实验设计交流讨论体验推理逻辑推理概括总结（5分钟）建立猜想数学辨析（3分钟）创设情境引发探究（3分钟）动手实验体验过程交流讨论体验探究历史补充确定实验（10分钟）理论分析数学推理（5分钟）巩固提高强化训练共同探究体验成果总结归纳形成结论（6分钟）归纳总结布置作业（3分钟）教学过程教学环 节教学内容师生活动教学意图一、新课引入（约五分钟）知识回顾：自由落体的定义和规律。创设情境：物体只在重力作用下，轻重不同的物体下落快慢是相同的，而我们在日常生活中看到的物体都是在空气中下落，都要受到空气阻力的作用，轻重不同的物体下落快慢是否相同呢？提问巩固知识设置悬念，激发动机二、新课教学一、绵延两千年的错误在日常生活中可以看到重的物体快速下落，轻的物体（如木叶、纸张）是慢慢飘落的，很多人就是凭这一现象得出重物下落得快的结论。亚里士多德就是这众多人的代表，最早提出了这个观点。这种观点出自最有影响力的学者，并符合人们的常识。因此，亚里士多德的论断影响深远，在其后两千多年的时间里，人们一直信奉他的学说。提出问题：“物体越重，下落得越快”是否符合逻辑呢？投影亚里士多德像和贡献提出问题了解历史教学环 节教学内容师生活动教学意图教学环 节1、逻辑的力量 伽利略认为亚里士多德的观点是存在逻辑上的错误的： 重+轻更重更快 重+轻重的被轻的拉慢比重的慢，比轻的快 可见亚里士多德的理论是自相矛盾的，伽利略由此判断重物体不会比轻物体下落得快。2、猜想与假说 仅从逻辑上推断亚里士多德的观点的错误是不够的，只有通过实验才有说服力。亚里士多德的观点在逻辑上是错误的，轻重不同物体下落快慢跟什么因素有关呢？有怎样的运规律？伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动。猜想一：速度随时间均匀变化（vt）；猜想二：速度随位移均匀变化（vx）。伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫匀变速运动。3、数学推理 怎样才能知道假设是否正确呢？（实验） 伽利略时代，技术不够发达，还没办法通过直接测量瞬时速度验证物体是否做匀变速运动。怎么办？伽利略通过数学推理得出匀变速运动物体的位移与时间的平方成正比（xt2）。你能做出这样的数学推理吗？ 由 x=v平均t和v平均=v/2得到x=vt/2，再由a=v/t得到x=at2/2，即xt2。4、实验验证 怎样才能验证自由落体运动xt2呢?（测出物体在下落不同的位移所用的时间）自由落体下落时间太短，只有滴水计时器的时代是很难精确测量的，伽利略是如何克服这个困难的？请同学用秒表测量物体下落时间，看看是不是准确。伽利略想到利用斜面“冲淡”重力，让铜球从阻力很小的斜面滚下，物体滑下的时间长多了，测量就容易多了。实验一：物体下滑xt2实验二：倾角相同时，不同质量物体下滑加速度x/t2相同。实验三：倾角增大，加速度x/t2增大。实验结论：小球沿斜面下滑的运动是匀变速运动，其加速度随斜面倾角的增大而增大。5、合理外推物体沿斜面下滑是匀变速运动，加速度随倾角增大而增大，但并不是自由落体运动。伽利略是如何把这两个运动联教学内容交流和讨论猜想与交流交流讨论引导数学推演让同学用秒表测自由落体时间投影伽利略斜面实验让同学重做伽利略实验师生活动提高逻辑推理能力体会数学分析在物理学中的作用实验体验培养合作能力教学意图系起来的？伽利略合理外推：斜面倾角增大到900时小球的运动就是自由落体运动。结论：所有物体下落时的加速度是一样的。6、伽利略的研究方法 对现象的一般观察（轻重不同的物体下落的快慢）提出假设（轻重不同的物体下落快慢是相同的）运用逻辑（包括数学）得出结论（重物比轻物下落快是不符合逻辑的）通过实验对推论进行检验对假设进行修正和推广。 伽利略研究方法核心：实验和逻辑推理（包括数学学演算）和谐结合起来。7、课堂探究：超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化仪器可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。你能列举出现在可以用什么方法研究落体运动的呢？（自由落体频闪照片、打点计时器、测速仪）伽利略的逻辑和实验自然使人钦佩，但是我们在日常生活中为什么常会见到重物要比轻物下落得快呢？伽利略把原因归之于空气阻力对不同物体的影响不同。他写道：“如果完全排除空气阻力，那么，所有物体将下落得同样快。”现在，我们利用牛顿管可以看到羽毛和小石头在真空中下落的快慢是相同的。物体在空气中下落都受到空气阻力作用，有空气阻力作用时重物体一定下落得比轻物快吗？请同学们用简单方法通过实验证明有空气阻力时重物也不一定比轻物下落得快。（如：小纸团比一张大的纸下落快）三、例题剖析及课堂练习1、在物理学发展历程中，首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来的科学家是 （ ） A、亚里士多德 B、伽利略 C、牛顿 D、爱因斯坦2、下列关于物体下落快慢说法中正确的是 （ ）A、 若没有空气阻力作用，轻重不同的物体加速度相同，下落快慢相同B、 若有空气阻力作用，重的物体一定比比轻的物体加速度大，下落得快C、 若有空气阻力作用，轻的物体可能比重的物体加速度大，也会比重的物体下落快D、 物体下落时所受空气阻力远小于重力时，可认为物体只受重力作用，轻重不同的物体下落快慢几乎相同3、 在学习物理知识的同时，还应当注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要。伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究方法交流讨论要求在课后做实验（可到实验室做实验）讲练结合巩固知识知识扩展激发科学研究热情教学环 节教学内容师生活动教学意图板书设计教学反思具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略研究物体下落规律的过程，判断下列哪个过程是伽利略的探究过程 （ ）A、猜想问题数学推导实验验证合理外推得出结论B、问题猜想实验验证数学推导合理外推得出结论C、问题猜想数学推导实验验证合理外推得出结论D、 猜想问题实验验证数学推导合理外推得出结论四、课堂小结 在生活中常能看到重的物体要比轻的物体下落得快，所以亚里士多德得到了重物下落得快的观点。伽利略通过逻辑推理发现重物下落得快是不符合逻辑的，认为只有轻重不同的物体下落快慢相同才能符合逻辑。伽利略还猜想自由落体是一个简单的运动,是一个匀加速直线运动，vt或vx。再通过数学演算确定vx是不正确的。单从逻辑推理得到的结果不一定是正确的，伽利略还必须通过实验去验证。伽利略时代只有滴水计时器，无法测定快速自由落体的时间，伽利略巧妙利用斜面“冲淡”重力，使实验获得成功，最后通过合理的外推得出结论。 伽利略这种研究方法对后来的科学研究有重大启蒙作用，到今仍不失为重要的科学方法之一。五、课后作业 1、自主学习导学案课后巩固。2、写一篇关于科学研究方法的小论文或设计一个落体运动小实验。1.2.6 伽利略对自由落体的