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共1课时
6 伽利略对自由落体运动… 高中物理 人教2003课标版 1教学目标1 了解一点物理学史 2 学习近代科学的开山鼻祖伽利略不畏强权，勇于创新的科学精神 3 通过了解伽利略对自由落体运动研究的过程，使学生初步体会到一点科学研究的方法，并能自己总结出来 2学情分析在前面的课程中，已经通过匀变速直线运动学习，了解了自由落体运动以及规律，以此为基础，反过来学习伽利略当时对自由落体运动的研究过程，这种安排是很适合的。 3重点难点重点：伽利略是如何实施研究的 难点：伽利略为什么会用到这种思路的？ 4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【导入】伽利略对自由落体运动的研究从教材首页“走进物理课堂之前”中，我们看到一群孩子对自由落体运动进行研究与交流，我们已经学习过了自由落体运动，现在看来这种运动不过如此。然而在约400年前，我们的先辈是怎么样研究自由落体的呢？ 活动2【讲授】亚里士多德遗留的问题一 延绵近两千年的错误 公元300余年前，亚里士多德总结了日常观察的经验，提出了一个“令人信服”的结论，那是关于运动的，其中有一个结论是：轻重不同的物体从同一高度处同时开始下落，重的物体更快。 亚里士多德对运动的描述的书稿几经战乱和遗弃，辗转反侧流传到罗马，不幸被教皇当作了教义，被认为是上帝馈赠给人类的认识成果，并且谁的言论违背了教义，将被处以极刑。 二 逻辑的力量 1 、亚里士多德对逻辑学的创立做出了巨大贡献， 后人也用到了逻辑学。比如近代集合论中著名的“理发师悖论”：一个理发师在他的店门口竖立了一块招揽顾客的招牌，招牌上书“我将为全城不给自己理发的人理发”。（请思考这句话的两难或者矛盾） 2 、问题来了！伽利略把亚里士多德关于轻重物体哪个下落的快的说法提了出来：若重的比轻的物体下落得更快的话，把两个物体绑在一起后，这个整体下落的与上述单个的物体下落，谁更快呢？ 三 合理的猜想 1 伽利略从逻辑上推证了：重的物体从静止开始下落并不会比轻的物体下落得快，并且很显然也能得出轻的物体不会比重的物体下落得快，那么就只剩下一种可能性，即：下落得一样快！ 2 但是，推论毕竟是逻辑上的推论，科学的论证不能仅仅停留在逻辑上！这正是伽利略的过人之处！他觉得，这样的结论需要接受时间的检验。 所以，剩下的问题是：应该检验什么？怎样检验？ ？？？？？ 伽利略的信念在这里也许起到了决定性作用：自然规律应该以最简洁的形式呈现在人们面前！ 人们很显然的知道：从高处由静止开始下落的物体，其实是下落得越来越快的！所以，为了 研究物体运动的快慢，伽利略首次引入了速度的概念，又为了研究物体运动得越来越快，还引入了物理学中第一个难以理解的概念：加速度 既然只有下落的物体，运动得越来越快，那么它的速度究竟怎样变化的呢？规律是什么呢？ 伽利略利用他的信念，自然地认为：自由落体运动是匀加速的！ 问题是：匀加速运动究竟是速度随时间均匀变化还是随位移均匀变化呢？ （ 注意黑板上的推导过程） 推导过程发现，如果物体的速度是随位移均匀增大的话，就算能推出结果也是非常复杂的，自然运动的规律不应该如此复杂，所以伽利略选择了如下结论：自由落体的规律是速度随时间均匀增大。 上面大约就是伽利略但是的心理过程，之后伽利略该着手用实验来验证他的结论了！ 四 实验检验 1 实验需要检验的是速度随时间是否均匀变化。在当时的技术环境下，要精确的测定自由落体任意时刻的速度是不容易的（我们现在知道那是因为自由落体加速度在那时显得相当的大！），而且时间的测量也没有那么容易，因为那时的计时仪器还远远没有我们现在的水平 2 从黑板上的推导过程我们知道，如果自由落体是初速度为零而且速度随时间均匀增大的话，它在一段时间内下落得距离应该和时间的平方成正比。伽利略想到：不去直接测量速度，而是测量位移！ 3 为了减小加速度，伽利略选择了他一贯喜欢用到的斜面，目的是为了“冲淡重力”，以减小加速度，让时间比较被准确地测量做准备。 4 看到教材上的一幅图，很多人在围观伽利略和他的助手的实验。 思考 伽利略究竟想用斜面证明什么？他的思路是………？ ❶不能直接测量速度与时间的正比关系…….转而测量位移与时间平方的正比关系 ❷加速度太大，时间测不准…….转而用冲淡重力的方法放慢小球的运动 ❸究竟轻重不同的小球是否下落一样快？…….看轻重不同的小球沿斜面运动是否一样快 ❹斜面下滑不是自由落体…….不断增大斜面的倾角，看小球是否在倾角更大的斜面上下滑更快 ❺上面结论都得出后怎么办？…….合理外推：当斜面“变得”竖直时，轻重不同小球下落依然一样快！ 五 小结 本节内容主要说明伽利略如何对自由落体进行研究，在这里我们要学习的东西主要有 1 学习伽利略敢于对不正确的理论置疑的精神 2 学习伽利略不怕困难，勇于创新的态度 3 学会伽利略对自然严谨科学的研究方法。这个方法和思路可以大体总结如下： 置疑……逻辑……猜想……实验检验……合理外推 六 作业 1 阅读教材，回忆伽利略研究自由落体的过程，写出他的研究方法 2 假如做支线运动的物体初速度为v，速度随位移均匀减小，速度变化量与位移x成正比的比例常数位A，则它停止运动时运动了多远？ 6 伽利略对自由落体运动的研究 课时设计 课堂实录6 伽利略对自由落体运动的研究 1第一学时 教学活动 活动1【导入】伽利略对自由落体运动的研究从教材首页“走进物理课堂之前”中，我们看到一群孩子对自由落体运动进行研究与交流，我们已经学习过了自由落体运动，现在看来这种运动不过如此。然而在约400年前，我们的先辈是怎么样研究自由落体的呢？ 活动2【讲授】亚里士多德遗留的问题一 延绵近两千年的错误 公元300余年前，亚里士多德总结了日常观察的经验，提出了一个“令人信服”的结论，那是关于运动的，其中有一个结论是：轻重不同的物体从同一高度处同时开始下落，重的物体更快。 亚里士多德对运动的描述的书稿几经战乱和遗弃，辗转反侧流传到罗马，不幸被教皇当作了教义，被认为是上帝馈赠给人类的认识成果，并且谁的言论违背了教义，将被处以极刑。 二 逻辑的力量 1 、亚里士多德对逻辑学的创立做出了巨大贡献， 后人也用到了逻辑学。比如近代集合论中著名的“理发师悖论”：一个理发师在他的店门口竖立了一块招揽顾客的招牌，招牌上书“我将为全城不给自己理发的人理发”。（请思考这句话的两难或者矛盾） 2 、问题来了！伽利略把亚里士多德关于轻重物体哪个下落的快的说法提了出来：若重的比轻的物体下落得更快的话，把两个物体绑在一起后，这个整体下落的与上述单个的物体下落，谁更快呢？ 三 合理的猜想 1 伽利略从逻辑上推证了：重的物体从静止开始下落并不会比轻的物体下落得快，并且很显然也能得出轻的物体不会比重的物体下落得快，那么就只剩下一种可能性，即：下落得一样快！ 2 但是，推论毕竟是逻辑上的推论，科学的论证不能仅仅停留在逻辑上！这正是伽利略的过人之处！他觉得，这样的结论需要接受时间的检验。 所以，剩下的问题是：应该检验什么？怎样检验？ ？？？？？ 伽利略的信念在这里也许起到了决定性作用：自然规律应该以最简洁的形式呈现在人们面前！ 人们很显然的知道：从高处由静止开始下落的物体，其实是下落得越来越快的！所以，为了 研究物体运动的快慢，伽利略首次引入了速度的概念，又为了研究物体运动得越来越快，还引入了物理学中第一个难以理解的概念：加速度 既然只有下落的物体，运动得越来越快，那么它的速度究竟怎样变化的呢？规律是什么呢？ 伽利略利用他的信念，自然地认为：自由落体运动是匀加速的！ 问题是：匀加速运动究竟是速度随时间均匀变化还是随位移均匀变化呢？ （ 注意黑板上的推导过程） 推导过程发现，如果物体的速度是随位移均匀增大的话，就算能推出结果也是非常复杂的，自然运动的规律不应该如此复杂，所以伽利略选择了如下结论：自由落体的规律是速度随时间均匀增大。 上面大约就是伽利略但是的心理过程，之后伽利略该着手用实验来验证他的结论了！ 四 实验检验 1 实验需要检验的是速度随时间是否均匀变化。在当时的技术环境下，要精确的测定自由落体任意时刻的速度是不容易的（我们现在知道那是因为自由落体加速度在那时显得相当的大！），而且时间的测量也没有那么容易，因为那时的计时仪器还远远没有我们现在的水平 2 从黑板上的推导过程我们知道，如果自由落体是初速度为零而且速度随时间均匀增大的话，它在一段时间内下落得距离应该和时间的平方成正比。伽利略想到：不去直接测量速度，而是测量位移！ 3 为了减小加速度，伽利略选择了他一贯喜欢用到的斜面，目的是为了“冲淡重力”，以减小加速度，让时间比较被准确地测量做准备。 4 看到教材上的一幅图，很多人在围观伽利略和他的助手的实验。 思考 伽利略究竟想用斜面证明什么？他的思路是………？ ❶不能直接测量速度与时间的正比关系…….转而测量位移与时间平方的正比关系 ❷加速度太大，时间测不准…….转而用冲淡重力的方法放慢小球的运动 ❸究竟轻重不同的小球是否下落一样快？…….看轻重不同的小球沿斜面运动是否一样快 ❹斜面下滑不是自由落体…….不断增大斜面的倾角，看小球是否在倾角更大的斜面上下滑更快 ❺上面结论都得出后怎么办？…….合理外推：当斜面“变得”竖直时，轻重不同小球下落依然一样快！ 五 小结 本节内容主要说明伽利略如何对自由落体进行研究，在这里我们要学习的东西主要有 1 学习伽利略敢于对不正确的理论置疑的精神 2 学习伽利略不怕困难，勇于创新的态度 3 学会伽利略对自然严谨科学的研究方法。这个方法和思路可以大体总结如下： 置疑……逻辑……猜想……实验检验……合理外推 六 作业 1 阅读教材，回忆伽利略研究自由落体的过程，写出他的研究方法 2 假如做支线运动的物体初速度为v，速度随位移均匀减小，速度变化量与位移x成正比的比例常数位A，则它停止运动时运动了多远？ Tags：伽利略,自由落体,运动,研究,教学设计
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