人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究6 伽利略对自由落体运动的研究 导学案(3).doc

伽利略对自由落体运动的研究一、教学内容和学情分析1 课标要求合物理学史的相关内容，通过了解伽利略对自由落体运动的贡献，认识物理实验与科学思维在物理研究中的作用。课前活动：布置了课前学案，让学生查阅亚里士多德和伽利略的相关资料，认识两位科学家。通过朗威实验校本课程，提前培训一名学生设计完成斜面实验，课上进行讲解。说明：本节课时自由落体运动的第二课时。2学生已有的知识结构和能力水平在学习本课前，学生已经掌握了加速度概念、匀变速直线运动规律，学习过研究运动的实验工具（打点计时器）的使用及数据处理方法。初步掌握了研究物理问题的基本思路和描述物体运动规律的基本方法。通过自由落体第一课时，学生知道了自由落体运动时在没有空阻力时的下落运动。自由落体运动是加速度为g的匀加速直线运动。 二、教学目标1通过查阅亚里士多德和伽利略的相干资料，使学生的了解物理学史。2了解伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思方式。3了解伽利略对自由落体的研究研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法，培养学生探求知识的能力三、教学重、难点分析及策略1 教学重点使学生体会“对现象的一般观察提出假设运用逻辑（包括数学）得出推论通过实验对推论进行检验对假说进行推广和修正”的科学思想方法2 教学难点伽利略巧妙的实验构思和科学思想四、整体设计思路本节内容是介绍伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。先让学生完成课前学案，收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善的展现伽利略的研究过程与方法。由学生介绍伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。五、教学过程设计1、由反应尺，引出落地运动的研究说明反应时间，由学生设计时间反应尺，说明原理，复习自由落体运动规律。2、追溯历史，认识研究落体运动的两位科学家正确评判亚里士多德，说明亚里士多德思想之伟大。全满了解伽利略。3、逻辑的力量亚里士多德通过观察，在日常生活中，重的物体下落快，轻的物体下落慢。得出结论：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。伽利略是怎样提出假设，运用逻辑推理的?假设大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起，大石头会被小石头拖的慢下来。但两块石头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应该比8大。这样就出现了矛盾。4、伽利略的研究过程 伽利略并没有就此止步，他要进一步通过实验研究自由落体的规律。 困难一：概念上的困难（连速度的定义都有） 解决方案：首先建立速度v、平均速度、瞬时速度、加速度a等概念 伽利略对落体运动是怎样猜想的？据此提出的假说的内容是什么？ 落体运动是最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的。 其情况又可以分为两种: 一种是速度v的变化对时间t来说是均匀的，即vt，另一种是速度v的变化对位移x来 说是均匀的，即vx。后来发现，如果v与x成正比，将推导出十分复杂的结论。所以伽利略开始以实验来检验v与t成正比的猜想是否是真实的。5、实验验证 猜想毕竟是猜想，是否正确，是否具有指导意义，还需要验证。伽利略之所以比他的前人更伟大，就在于他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法。在他之前，学者们总是通过思辨性的论战来决定谁是谁非。 展示问题：伽利略又遇到了什么困难？如何解决的？ 困难二：无法测量瞬时速度 解决方案：不测v!通过数学运算得出结论：如果初速度为零且vt，则xt2，这样，只要测出物体通过不同位移及所用的时间,看是否满足xt2就可以验证物体的速度是否随时间均匀变化 困难三：没有准确的计时工具，无法测定像自由落体这样较短的时间。 解决方案：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验 通过该问题的创设，培养学生自主探究的能力，体会伽利略所采用的方法的巧妙，鼓励学生要敢于猜想，大胆发现，勇于创新。 由于伽利略时代的实验仪器不能精确测量快速下落所需的时间，所以他设想通过斜面落体来“冲淡重力”，并通过延伸斜面和控制斜面倾角来控制物体运动的速度和所经历的时间。由一名学生介绍朗威实验器材并验证： 第一步：小车在同一斜面倾角下，测得的加速度相同 第二步：随倾角增加，测得的小车加速度增加 第三步：同一倾角，不同质量的小车加速度相同学生总结： 经过多次实验发现，虽然不断改变斜面的倾斜度，但得到的结果有共同点：小球经过的距离的比值等于经过这些距离对应所用时间间隔的平方之比即小球沿斜面滚下的运动为匀加速直线运动。且质量不同的小球沿同一斜面下落,加速度相同增大斜面倾角,加速度变大倾角很大。伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到90度时，就是自由落体运动！小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！至此，伽利略就完成了对自由落体运动的研究。(后人在用伽利略的器材重复他的实验时发现:铜球沿斜面滚下,如果斜面倾角超过5就很难准确计时。伽利略把他的结论外推至90是需要很大勇气的。后来,他的外推被直接的实验证实了)6、小结伽利略对自由落体的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。请同学们总结本节内容，归纳这种科学方法同学讨论归纳：对现象的一般观察提出假设运用逻辑得出推论通过实验对推论进行检验对假说进行修正和推广7.作业学探诊37页第四节六.板书伽利略对自由落体运动的研究1.亚里士多德的思想：观察现象-结论2.伽利略的思想-科学思想观察提出假设运用逻辑得出推论通过实验对推论进行检验对假说进行修正和推广 日月崇拜是原始宗教的重要内容之一，中国古代很早就有祭祀日月的宗教礼俗。殷人将日月称东母与西母，周代依据日月的时间属性行朝日夕月的祭礼，“夕月”即秋分日的晚上在西门外祭月。春秋战国时，日月神被称为东皇公、西王母。沂南汉画像石中东王公、西王母分坐在柱收物（昆仑山）上，西王母两旁跪有捣药的玉兔，由此可知，晋代郭璞图赞中“昆仑月精”的说法言之有据，而后世的月神嫦娥即由西王母演变而来。秦汉时期日月祭祀仍为皇家礼制，此后直至明清历代都有秋分祭月的礼仪。上古时期祭月列入皇家祀典而例行祭祀后，民间缺少了祭月的消息，这可能与古代社会的神权控制有关，像日月这样的代表阴阳的天地大神，只有皇家才能与之沟通，一般百姓无缘祭享。隋唐以后，随着天文知识的丰富与文化观念的进步，人们对月亮有了较理性的认识，月亮的神圣色彩明显消褪。这时皇家也逐渐失去了对月神祭祀的独占权。对一般平民来说，月亮不再是那样“高不可及”。唐朝虽没有中秋节，但唐人精神浪漫，亲近自然，中秋赏月已成为文人的时尚，吟咏中秋明月的华章丽句寻常可见，如许浑鹤林寺中秋夜玩月云：“中秋云尽出沧海，半夜露寒当碧天。轮彩渐移金殿外，镜光犹挂玉楼前。”在宋代，中秋节已成为民俗节日。文人沿袭赏月古风，但其情趣大异于唐人。唐人大多由月亮的清辉联想到河山的壮美，友朋千里，邀赏明月，诗酒风流，如白居易八月十五日夜禁中独直，对月忆元九“三五夜中新月色，二千里外故人心”，就借秋月抒发了感物怀人的情思。宋人常以月之阴晴圆缺，喻人生变化无常，苏轼中秋月“暮云收尽溢清寒，银汉无声转玉盘。此生此夜不长好，明月明年何处看”就寄托着这种浩叹。似乎中秋明月的清光，也难掩宋人的感伤。不过对于宋人来说，中秋还有另一种形态，即世俗的欢愉。北宋东京中秋夜，“贵家结饰台榭，民间争占酒楼玩月”（东京梦华录）。南宋杭州中秋夜更是热闹，在银蟾光满之时，王孙公子、富家巨室，莫不登楼，临轩玩月，酌酒高歌；中小商户也登上小小月台，安排家宴，“团圆子女，以酬佳节”（梦梁录）；市井贫民“解衣市酒，勉强迎欢，不肯虚度”。团圆是中秋节俗的中心意义。宋人的团圆意识已与中秋节令发生关联，宋代城市居民阖家共赏圆月，就体现了这一伦理因素。明清时期，由于理学的浸染，民间社会乡族观念增强，人们对家庭更为依恋，中秋节正是加强亲族联系的良机。“中秋民间以月饼相连，取团圆之义”（明代田汝成西湖游览志奈），月饼在宋代已经出现，但以月饼为中秋特色食品及祭月供品的风俗大概始于明朝，小小的月饼在民间生活中作为团圆的象征与联系亲族情感的信物互相馈送。节日是日常生活的亮点，节俗文化是时代精神的聚焦。中秋经历了文人赏月的雅趣，民间拜月的情趣，以及有心吃月饼而无心看月的俗趣，节俗形态从古至今发生了重大变化。一部中秋节俗形态演变史，也是一部中国民众心态的变迁史。（摘编自萧放团圆饼与月亮节中秋节俗形态的变迁）1下列关于原文内容的表述，不正确的一项是( )A对于日月，殷人称东母与西母，春秋战国时称东皇公、西王母，汉代称东王公、西王母，从这些称呼可以看出，中国古人的日月崇拜有一脉相承之处。B唐宋两代都有文人赏月的风尚。唐人多借月表达对自然美景的欣赏赞美，体现出诗酒风流的情趣，而宋人常因月抒发感伤之情。C南宋时的都城杭州，中秋夜热闹非凡，不仅富家巨室、中小商户宴饮赏玩，“以酬佳节”，连财力匮乏的市井贫民也勉力寻欢，足见中秋在当时已是非常重要的节日。D中秋的节俗文化经历了不断丰富与演变的过程，如宋人赋予中秋节阖家团圆的意义，明人则将月饼引入中秋节，作为团圆的象征与联系亲族感情的信物。2下列理解和分析，不符合原文意思的一项是( )A弦、望、晦、朔是月亮在运行过程中被人观察到的不同形态，是中国大多数节日设定的基准，如中秋节的设定就与“望”有关。B中秋节源于原始宗教中的月亮崇拜，但形成较晚。唐代文人已有中秋之夜赏月的风尚，到宋代，中秋则成为重要的民俗节日。C沂南汉画像石中的西王母为月神，居于昆仑山，后演变为月神嫦娥。晋代郭璞图赞中“昆仑月精”的说法即以此神话为依据。D唐朝的一般民众将月亮视为欣赏的对象，而不再觉得它高不可及，这跟天文知识的丰富、文化观念的进步和皇家丧失对祭月的独占权大有关系，3根据原文内容，下列说法不正确的一项是( )A月为天地大神，在宗教祭祀中地位重要，上古时期统治者独占祭月权之后，直至隋唐以前，一般民众无权祭月，中国民间也没有祭月的风俗。B尽管唐宋文人赏月的情趣大异，但白居易八月十五日夜禁中独直，对月忆元九和苏轼中秋月都是借月抒怀的感伤之作，表达了对友人的思念之情。C在宋代，中秋已是团圆佳节，到明清时期，理学的影响增强了民间社会的乡族观念和人们对家庭的依恋，于是中秋节更成为共享天伦与联系亲族的良机。D中秋节俗形态丰富，从文人雅士赏玩明月，到民间阖家团圆共赏明月，再到以月饼相赠加强亲族联系，这些习俗的演变折射了时代精神的变迁。（二）文学类文本阅读（14分）阅读下面的文字，完成4-6题。百年震柳梁衡1920年12月16日，宁夏海原县发生了一场全球最大的地震。是日晚8时，风暴大起，四野尘霾，大地颤动，山移、地裂、河断、城陷。黄土高原经这一抖，如骨牌倒地，土块横飞。老百姓惊呼：“山走了！”有整座山滑行三四公里者，最大滑坡面积竟毗连三县，达两千平方公里。山一倒就瞬间塞河成湖，形成无数的大小“海子”。地震中心原有一大盐湖，为西北重要的产盐之地。湖底突然鼓起一道滚动的陡坎，如有人在湖下推行，竟滴水不漏地将整个湖面向北移了一公里，称之为“滚湖”。所有的地标都被扭曲、翻腾得面目全非。大地瞬间裂开一条237公里长的大缝，横贯甘肃、陕西、宁夏。裂缝如闪电过野，利刃破竹，见山裂山，见水断水，将城池村庄一劈两半，庄禾田畴被撕为碎片。当这条闪电穿过海原县的一条山谷时，谷中正有一片旺盛的柳树，它照样噼噼啪啪，一路撕了下去。但是没有想到，这些柔枝弱柳，虽被摇得东倒西歪，断枝拔根，却没有气绝身死。狂震之后，有一棵虽被撕为两半，但又挺起身子，顽强地活了下来，至今仍屹立在空谷之中，这就是那棵有名的震柳。 我不知道这株柳，该称它是一棵还是两棵。它同根，同干，同样的树纹，头上还枝叶连理。但地震已经将它从下一撕为二，现在两个半边树中间可穿行一人，而每一半也都有合抱之粗了。人老看脸，树老看皮。经过百年岁月的煎熬，这树皮已如老人的皮肤，粗糙，多皱，青筋暴突。纹路之宽可容进一指，东奔西突，似去又回，一如黄土高原上的千沟万壑。这棵树已经有500年，就是说地震之时它已是400岁的高龄，而大难后至今又过了100岁。 看过树皮，再看树干的开裂部分，真让你心惊肉跳。平常，锯开一根木头，无论从哪个方向切入，那剖面上的年轮图案都幻化无穷，美不胜收，以至于木纹装饰成了我们生活中不可或缺的风景，木纹之美也成了生命之美的象征。但是现在，面对树心我找不到一丝的年轮。如同五马分尸，地裂闪过，先是将树的老根嘎嘎嘣嘣地扯断，又从下往上扭裂、撕剥树皮，然后再将树心的木质部分撕肝裂肺，横扯竖揪，惨不忍睹。但是这棵树并没有死。地震揪断了它的根，却拔不尽它的须；撕裂了它的躯干，却扯不断它的连理枝。灾难过后，它又慢慢地挺了过来。百年来，在这人迹罕至的桃源深处，阳光暖暖地抚慰着它的身子，细雨轻轻地冲洗着它的伤口，它自身分泌着汁液，小心地自疗自养，生骨长肉。百年的疤痕，早已演化成许多起伏不平的条、块、洞、沟、瘤，像一块凝固的岩石，为我们定格了一段难忘的岁月。 柳树这个树种很怪。论性格，它是偏于柔弱一面的，枝条柔韧，婀娜多姿，多生水边。所以柳树常被人作了多情的象征。唐人有折柳相送的习俗，取其情如柳丝，依依不舍。贺知章把柳比作窈窕的美人：“碧玉妆成一树高，万条垂下绿丝绦。不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀。”但在关键时刻，这个弱女子却能以柔克刚，表现出特别的顽强。西北的气候寒冷干旱，是足够恶劣的了，它却