2022年高中物理第二章第六节伽利略对自由落体运动的研究教案新人教版必修.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载其次章 匀变速直线运动的争论6 伽利略对自由落体运动的争论【课前预备】【课型】 新授课【课时】 1 课时【教学目标】学问与技能 1 明白落体运动争论的史实,明白规律推理的特色； 2 懂得任何猜想和假说都必需要有试验验证的重要性；过程与方法 1 让同学初步体会抽象思维、提出假说、科学试验是进行科学争论的重要思路和方法； 2 通过史实明白伽利略争论自由落体规律的过程,体会其推理方法的奥妙,同时明白猜想的必要性, 感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性,情感态度与价值观 1 渗透争论自然规律的科学方法；明白体会一些科学的方法；

2、 2 通过明白史实来培育同学们的意志和科学的方法观,防止盲目和急功近利思想,提高 自己的熟悉观； 3经受伽利略对自由落体运动的争论过程,体验数学在争论物理间题中的重要性,体会人类对客观世界发觉之旅的乐趣；教学重点、难点：教学重点 明白探究过程, 明确探究的步骤, 同时明白试验及科学的思维方法在探究中的重要作用,从中提炼自己的学习方法；教学难点“ 观看摸索推理猜想验证”是本节的重点思路,也是培育良好思维习惯的重要参考；教学方法：探究、讲授、争论【教学过程】【新课导入】我们用手拿一个小球和一张纸片,放开后, 小球和纸片从静止开头下落我们可以看到,小球先落地,纸片后落地；公元前 4 世纪,古希腊宏大

3、的思想家、哲学家亚里士多德Arestotle依据与我们类似的观看,直接得出结论：重的物体比轻的物体下落得快；亚里士多德的论断流传了近2 000 年,直到 16 世纪,意大利的伽利略订正了亚里士多德的错误,开创了试验和科学推理之先河,将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台；今日这节课我们就一起来经受伽利略对自由落体运动的争论过程,领会这位大师的科学 精神、物理思想、争论方法,得其精髓,有所借鉴；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【新课教学】一、绵延两千年的错误【展现】亚里士多德的观点：物体越重,下落

4、越快；公元前,人们对物体下落的争论很少,靠着观看认为重的物体比轻的物体下落得快；当时,闻名学者亚里士多德 Aristotle,前 384 一前 322 经过了观看和总结认为“ 物体下落的速；这一观点正好应和了人们潜意识里的想法,同时,它又是宏大的亚里士 度与重力成正比”多德提出的论断,人们深信不疑；从那以后,时始终坚持这一观点,这一观点始终连续了【提问】为什么会有错误的熟悉呢？人们判定物体下落的快慢,甚至给孩子们上课 2 000 多年,从没有人对它提出异议；【回答】错误熟悉的根源在于不注意探究事物的本质,摸索不够深化；二、规律的力气【阅读】 16 世纪末,意大利比萨高校的青年学者伽利略Gali

5、leo Galilei,15641642 对亚里士多德的论断表示了怀疑；后来,他在 此作出了评论；1638 年出版的两种新科学的对话一书中对依据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大；假定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时,大石头会被小石头拖着而减慢,结果整个系统的下落速度应当小于8；但两块石头捆在一起,总的重力比大石头仍要重,因此整个系统下落的速度要比 8 仍大；这样,就从“ 重物比轻物落得快” 的前提推断出了相互冲突的结论,这使亚里士多德的理论陷入了困境；为了摆脱这种困境,伽利略认为只有一种可能性,重物与轻物应当下落得同样快

6、；伽利略所用的这种方法叫做归谬法；归谬法是演绎反对中常常使用的规律方法；归 谬法就是先假定对方的命题是正确的,然后从今动身进行合乎规律的的推理,最终导致荒谬的结论,从而达到反对对方的目的；归谬法在物理学争论中有着非常普遍的应用；传奇伽利略在比萨斜塔上做过落体试验,但后来又被严谨的考证否定了；尽管如此, 来自世界各地的人们都要前往参观,他们把这座古塔看做伽利略的纪念碑；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载那么为什么在现实生活中,不同【猜想】 既然物体下落过程中的运动情形与物体质量无关,物体的落体运动, 下

7、落快慢不同呢？我们能否猜想是由于空气阻力的作用造成的呢？假如没 有空气阻力将会怎样呢？【提示】现实生活中,由于物体下落时所受空气阻力不同,下落快慢也不同；假如没有空 气阻力,物体下落的快慢就会一样了；【做一做】请你用一枝铅笔和较厚的一本书如下列图,体验伽利略归谬法；三、猜想与假说【讲授】伽利略认为,自由落体是一种最简洁的变速运动；他设想,最简洁的变速运动的速 度应当是匀称变化的；但是, 速度的变化怎样才算匀称呢？他考虑了两种可能：一种是速度 的变化对时间来说是匀称的,即经过相等的时间,速度的变化相等；另一种是速度的变化对 位移来说是匀称的,即经过相等的位移,速度的变化相等；伽利略假设第一种方式

8、最简洁,并把这种运动叫做匀变速运动；四、试验验证【讲授】试验验证是检验理论正确与否的唯独标准；任何结论和猜想都必需经过试验验证,否就不成理论；猜想或假说只有通过验证才会成 为理论；所谓试验验证就是任何人,在理 论条件下去操作都能到得试验结果,它具有任意性, 但不是无条件的,试验是在肯定条件下 的验证,而与实际有区分；【阅读】伽利略斜面试验的情形伽利略在两种新科学的对话中说：“ 用一块木料制成长约12 库比特、宽半库比特,厚三指的板条, 在它的上面划一条比一指略宽的槽；将这个槽做得很直,打磨得很光滑,在槽上裱一层羊皮纸 也要尽可能光滑 ；取一个坚硬、 光滑并且很圆的钢球,放在槽中滚动；将这个木槽

9、的一增抬高一到二库比特,使槽倾斜； 就像我要讲的那样把球放在槽顶沿槽滚下,记录下降的时间； 试验要重复几次, 以便使测得的时间精确到两次测定的结果相差不超过一次名师归纳总结 脉搏的非常之一, 进行这样的操作；确定了我们的观看是牢靠的以后,将球滚下的距离改为第 3 页,共 6 页槽长的四分之一,测定滚下的时间,我们发觉它精确地等于前者的一半；下一步,我们用另- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一些距离进行试验,学习必备欢迎下载三分之二,四分之三,或者其他任把全长用的时间与全长的二分之一、何分数所用的时间相比较,像这样的试验, 我们重复了整整一百次,结果总是

10、经过的距离与时间的平方成比例,并且在各种不同坡度下进行试验,结果也都如此 ”【提问】 物体做自由落体运动的速度很快,在当时的试验条件下,很难测量其位移和相应的时间,有什么方法可以使物体的速度变慢一点又能争论匀变速直线运动？【回答】 当时伽利略使用的方法是让小球在倾斜的轨道上滚下,倾角不要太大； 他设计一个斜面试验, 使物体的运动速度变慢,解决了测量的难题； 伽利略在一块木板上刻出一道直槽,槽内贴上羊皮纸使之平滑,用自制的水钟测量时间,探究一个光滑黄铜小球沿倾斜直槽滑下时的运动情形；我们也可以模拟这个四百多年前的试验,感受科学家的争论方法；【提问】伽 利略在当时有限的试验条件下争论出初速度为零的

11、匀加速直线运动中位移和时间的关系；现在我们可以用什么仪器比较精确的方法来记录时间【回答】秒表,刻度尺；打点计时器；频闪照相机；【试验】和位移进行争论呢？利用打点计时器、小车、木板, 设计试验,争论初速度为零的匀加速直线运动的位移和时间 的关系,并设计表格记录试验数据；【试验步骤】1把小车轨道的一端垫高,呈斜面状,把打点计时器固定在斜面最高点上；纸带穿过打点 计时器的限位孔连在小车的尾部；2打开打点计时器开关,然后把小车从某一位置由静止开头释放,打出一条纸带；3从纸带第一个点开头,测量从开头到每一个点的时间和位移,并填入表格中；4转变木板的倾角,把小车从同一位置从静止开头释放,并把从打出的纸带上

12、反映出来的 数据填入表格中；【数据处理】我们已经确定了试验方案,下面进行试验并对试验数据进行处理；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【提问】从得到的试验数据,我们得到什么结论？【回答】同一倾角时,在误差答应的范畴内,x 1=x 2=x3=x 4=x 5=常数 ,即x t2；t2 1t2 2t2 3t2 4t2 5倾角越大,常数越大；【小结】我们得到的结论,与四百年伽利略使用简洁仪器得到的结论完全一样；伽利略依据斜面结果动身认为,在初速度为零的匀加速直线运动中,经过的距离正比于时间的平方,即 x2 是

13、恒量,恒量的数值随着斜面倾角增大而增大；当斜面倾角增大到 90 ,t即斜面与地面垂直时,小球将自由下落,成为自由落体,x t 2 的关系仍旧成立,此时 x2 的t比值为最大, 这时小球仍旧会保持匀变速直线运动的性质；自由落体运动是一种特别的匀变速直线运动；伽利 略将试验与逻 辑思维相联系进行科学争论的思想,开创了一条科学争论之路；【阅读】物理学家曾经评出十个最美的物理试验,伽利略的自由落体试验和加速度试验均被入选；这种“ 美” 是一种经典概念,即用最简洁的仪器和 设备,得出最根本、最单纯的科学结论；其实,科学的美隐藏于各门科学的试验之中,有待于我们在学习过程中不断感悟和发觉；五、伽利略的科学方

14、法 对现象一般观看提出猜想运用规律推理试验对推理验证对猜想进行 修证 补充 推广应用；伽利略的科学思想方法的核心是把试验和规律推理 面有力地推动了人类科学熟悉的进展；【课堂小结】 包括数学推理 和谐地结合起来, 从通过这节课的学习,我们从伽利略对落体的 争论上,学习他的观看摸索等科学方法,为我们下一步 以后 的探究打下基础,不能盲目, 也不能惧怕困难,要用科学的方法指导我 们；【板书设计】6 伽利略对自由落体运动的争论 一、绵延两千年的错误 亚里士多德的观点：物体越重,下落越快 二、规律的力气 三、猜想与假说 即经过相等的 自由落体是一种最简洁的变速运动,一种是速度的变化对时间来说是匀称的,时

15、间,速度的变化相等；另一种是速度的变 化对位移来说是匀称的,即经过相等的位移,速度的变化相等；伽利略假设第一种方式最简洁,并把这种运动叫做匀变速运动；四、试验验证名师归纳总结 伽利略依据斜面结果动身认为,在初速度为零的匀加速直线运动中,经过的距离正比于时间第 5 页,共 6 页的平方,即x是恒量,恒量的数值随着斜面倾角增大而增大；当斜面倾角增大到90 ,即t2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载xt2 的关系仍旧成立,此时x的比斜面与地面 垂直时,小球将自由下落,成为自由落体,t2值为最大,这时小球仍旧会保持匀变速直线运动的性质；五、伽利略的科学方 法对现象一般观看提出猜想运用规律推理试验对推理验证对猜想进行修证 补充 推广应用；【教学后记】名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页