2021年高中物理必修一教案：2.6伽利略对自由落体运动的研究

1、2.6伽利略对自由落体运动的研究【教学目标】一、教学目标1 . 了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法。2 .能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。二、过程和方法1 .经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法。2 .分组进展科学探究活动，完成实验操。3 .培养学生进展数学推理和图象处理数据的能力。三、情感目标1 .激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。2 .培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。【教学重点】通过重现重大发现的历史过程，让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实 验，学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。教教

2、学难点】1、当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设 计斜面实验间接验证。1 、引导学生在实验过程中怎样进展合理猜测、数学推理、合理外推等重要方法。【教学过程】、复习导入2 .教师提问：我们在上一节课已经学习了自由落体运动，我们知道:1定义？物体只在重力作用下从静止开场下落的运动2实质？初速度为 0的匀加速直线运动3 .教师指出：纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻 物下落得快。这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。教师：大家回忆一下，初中有篇课文？两个铁球同时着地？，有谁能描述故事的主要内容? 运用上节课知识如何解释同时着地？一样，

3、t 一样学生描述并解释。由H =教师：但是，当时还不知自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以不能用此公式。那伽利略是如何指出亚里士多德的错误，建立自己的观点呢？二、假设猜测先假设亚里士多德的观点是对的。那么设大石头下落的速度为8,小石头下落的速度为4,捆在一起，大石头被小石头拖着会变慢，系统速度应小于8;但总重量比大石头还重，故系统速度应小于 8,自相矛盾。因为只有一种可能：重物和轻物应该下落得一样快，自由 落体运动应该是最简单的运动。猜测V8X和V8 t两种可能性，但经过推理只有 voct。如果能够用实验证明，那么自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。三、实验验证1 .设计方案：

4、教师：根据上述的猜测，请各小组分析讨论，应该怎样验证上述猜测。学生活动：各小组展开设计和讨论，进展指导。教师提问：在当时的实验条件下，能否设计实验直接验证V8t呢？学生答复：当时V还未定义，更无法测 V的大小了。教师：对！当我们无法直接验证时，我们怎样想法子呢？学生讨论得：实际我们验证 v8t无非是来证明自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，转化为验证 X812问题便解决了。教师又问：t的测量当时用“滴水计时，落体运动速度快，这样测量误差大，怎样解决这个问题？学生讨论得：先研究物体在斜面运动， 此时物体运动速度变慢。 让小车屡次从同一起点 滚动到斜面不同终点的位移和所用时间平方的比值Xt2

5、是否保持不变，如下列图：即能否观察到：x1/t12=x2/t22=x3/t32 =如果不断增大倾角，上述比例关系同样成立，只是这个常数的值随着0的增大而增大。再合理外推到90度，此时便成自由落体运动了。2 .实验验证：教师巡视。并将全班分成四个小组，每个小组的倾斜角不同，会发现用秒表计时太难，换用磁控电子秒表， 并介绍其用法。借此说明伽利略做此实验的仔细程度，对学生适当进展思想教育。最终实验如下列图：实验桌小车上固定一个磁铁。第一个磁控开关置于小车起始运动的位置，第二个磁控开关置于平板中央。小车一开场运动就作用于第一个磁控开关，使秒表开场计时，经过第二个磁控开关，秒表停顿计时，并显示小车从静止运动到第二个磁控开关的时间t1,量出两磁控开关之间的距离XI。改变第二个磁控开关的位置，重复上述实验注意保持小车开场运动的位置 和第一个磁控开关位置始终不变，得出相应的t2x2t3x3。并将记如下面表格比拟x/ t2是否相等；12345XcmTst2s2x/ t2或建立s-t2坐标系如下:S/cma=2tan 6t2/s2概括伽利略对落体运