高一物理导学案班级：姓名：
算法：伽利略与自由落体运动 伽利略奥．伽利略（Galileo Galilei,1564 - 1642） 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家、 力学家和哲学家，也是近代实验物理学的开拓者。 1590年，伽俐略在意大利的比萨斜塔顶层做了 著名的自由落体运动实验，让两个重量相差10倍的 铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，因 而，雄辩地一举推翻了束缚人们思想近二千年的希 腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下 落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比” 的理论。伽利略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”。 一、利用计算机处理物理实验数据 在我们高中学习生活中，已经越来越多地应用信息技术来开展学习，比如我们可以在数学、物理、化学的学习中使用电子计算器，可以使用TI数理计算器来进行数据处理，还可以利用DIS数字信息系统，来进行物理实验。这些信息技术的使用，极大地提高了我们学习的效率。这些工作都是在计算机的支持下才能正常开展，事实上，我们经过学习，自己也能够编制程序实现这些功能。 在现有的许多高中物理教材中，测定自由落体运动加速度的实验已经不作为必修的内容了，而在高中物理一年级教材中，还有一个实验是“用打点计时器测量匀加速直线运动加速度”，这个实验同学们都做过，实验过程非常简单，但在实验后处理数据时，却比较麻烦。 用计算机处理数据，首先也要处理纸带，然后记录数据，再选用合适的计算公式，最后编程处理。 1、纸带处理 从一个清晰的小点开始，标记一个起点“0”点，然后每隔五个点作一个标记，分别记作“1”、“2”……“n”。 2、数据测量 从“0”点开始，测量每一个标记点间的长度，分别记作S1、S2…..Sn。 3、计算方法
2.6 伽利略对自由落体运动的研究 教材分析 本节内容是让学生了解并学习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.教材编写的脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表述生动、通俗易懂，因此，适合于学生自主学习. 本节是新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容.过去的教学过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养.因此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标.为了更好地落实新课标的精神，该教学策略采用了先让学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法.引导学生一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念. 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、分组进行科学探究活动，完成实验操作； 3、培养学生进行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； 2、引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。 教学过程 （一）预习检查、总结疑惑
比萨斜塔试验 ——伽利略对自由落体运动的研究 古希腊权威思想家亚里士多德（公元前384—322年）曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。1800 多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。直到16世纪，伽利略（公元1564—1642年）才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略说，假如一块大石头以某种速度下降，那么，按照亚里士多德的论断，一块小些的石头就会以相应慢些的速度下降。要是我们把这两块石头捆在一起，那这块重量等于两块石头重量之和的新石头，将以何种速度下降呢？如果仍按亚里士多德的论断，势必得出截然相反的两个结论。一方面，新石头的下降速度应小于第一块大石头的下降速度，因为加上了一块以较慢速度下降的石头，会使第一块大石头下降的速度减缓；另一方面，新石头的下降速度又应大于第一块大石头的下降速度，因为把两块石头捆在一起，它的重量大于第一块大石头。这两个互相矛盾的结论不能同时成立，可见亚里士多德的论断是不合逻辑的。伽利略进而假定，物体下降速度与它的重量无关。如果两个物体受到的空气阻力相同，或将空气阻力略去不计，那么，两个重量不同的物体将以同样的速度下落，同时到达地面。 为了证明这一观点，1589年的一天，比萨大学青年数学讲师，年方25岁的伽利略，同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔。伽利略登上塔顶，将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上。面对这个无情的实验，在场观看的人个个目瞪口呆，不知所措。
这个被科学界誉为“比萨斜塔试验”的美谈佳话，用事实证明，轻重不同的物体，从同一高度坠落，加速度一样，它们将同时着地，从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的，现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。 伽利略对自由落体运动的研究方法大体可归结为以下几点： 1、发现问题——伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。 2、提出假设——伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。 3、数学推理——伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比，将会得到荒谬的结论；如果v与t成正比，它通过的位移x就与t2成正比。 4、实验验证——为了便于测量时间，伽利略设法用斜面做实验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸，让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下，通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究，发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比，小球的运动是匀变速直线运动，且倾角一定不同小球的加速度一定，倾角越大加速度越大 5、合理外推——伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900，小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动；当斜面的倾角达到900时，小球就做自由落体运动。从而，自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且所有物体自由下落时的加速度都相同。
2.5 伽利略对自由落体运动的研究 ★新课标要求 （一）知识与技能 了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色，理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。 （二）过程与方法通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法。 （三）情感、态度与价值观通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观。 ★教学重点 了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实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 “观念－思考－推理－猜想－验证” 是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考。 ★教学方法 教师启发、引导，学生阅读教材，讨论、交流。 ★教学过程 （一）引入新课 我们已经学习了自由落体运动，知道了物体下落的快慢与物体的质量无关。这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。这节课我们就来学习有关的史实知识，了解科学家是怎样研究落体运动的。 （二）进行新课 1、历史的错误：关于下落物体快慢 课件展示：《亚氏观点》教师活动：引导学生阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢？ 学生活动：思考问题，交流体会。得出错误认识的根源：不注意探索事物的本质，思考不求甚解。 2、伽利略的逻辑推理 教师活动：引导学生阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？ 学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。 点评：培养学生语言表达能力，培养学生逻辑推理能力。 课件展示：《逻辑的力量》 3、猜想与假说教师活动：引导学生阅读教材“猜想与假说”部分，提出问题：伽利略在研究落体运动 过程中遇到了哪些困难？面对这些困难，伽利略是怎样做的？他作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么？ 学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。 点评：培养学生语言表达能力，培养学生分析概括能力。 科学的猜想，或者叫假说，这是对事物认识的模型，是对事物认识的基础，是建立概念 描述规律的前提。 4、实验验证 教师活动：（陈述）实验验证是检验理论正确与否的唯一标准。任何结论和猜想都必须 经过实验验证，否则不成理论。猜想或假说只有通过验证才会成为理论。所谓实验验证 就是任何人，在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件 的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别。 引导学生阅读教材“实验验证”部分，提出问题：伽利略在实验过程中遇到
高中物理---自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究练习 A组(20分钟) 1.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于() A.等效替代 B.实验归纳 C.理想实验 D.控制变量 解析:伽利略的斜面实验是在实验基础上进行“合理外推”得到落体运动规律的,属于理想实验,选项C正确. 答案:C 2.关于自由落体运动,以下说法正确的是() A.从静止开始下落的物体必做自由落体运动 B.物体开始下落时,速度为零,加速度也为零 C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大 D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量 答案:D 3.做自由落体运动的物体运动的时间取决于() A.物体的重力 B.物体下落的高度 C.物体的速度 D.物体的加速度 解析:由位移时间关系式h=gt2,得t=,所以做自由落体运动的物体运动的时间由下落的高度决定. 答案:B 4.甲、乙两物体的质量之比为1∶2,甲、乙两物体所在的位置高度之比为2∶1,它们各自做自由落体运动,则() A.落地时的速度之比是∶1 B.落地时的速度之比是1∶1 C.下落过程中的加速度之比是1∶2 D.下落过程中加速度之比是2∶1 解析:由v2=2gh得v=,落地时的速度之比为∶1,物体做自由落体运动时,加速度都相同,等于重力加速度. 答案:A
5.A、B两小球从不同高度自由下落,同时落地,A球下落的时间为t,B球下落的时间为,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为() A.gt2 B.gt2 C.gt2 D.gt2 解析:A球下落高度为h A=gt2,B球下落高度为h B=g()2=gt2,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为Δh=h A-g()2-h B=gt2,所以选项D正确. 答案:D 6.一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是9.8 m/s,经过另一点时的速度是39.2 m/s,求这两点间的距离和经过这段距离所用的时间.(g取9.8 m/s2) 解析:由v2-=2gh得两点间的距离 h==73.5 m 经过这段距离所用的时间 t==3 s. 答案:73.5 m 3 s 7.导学号19970059 屋檐定时滴出水滴,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴正分别位于高1 m的窗户的上、下沿,如图所示.g取10 m/s2,问: (1)滴水的时间间隔是多少? (2)此屋檐离地面多高? 解析:(1)设滴水时间间隔为t,第2滴运动时间为3t,第3滴运动时间为2t,加速度g=10 m/s2根据h=gt2,第2滴与第3滴的位移差为g(3t)2-g(2t)2=1 m 解得t=0.2 s. (2)屋檐离地高度为第1滴水的位移,即 H=g(4t)2=×10×(4×0.2)2 m=3.2 m. 答案:(1)0.2 s (2)3.2 m B组(20分钟)
第六节伽利略对自由落体运动的研究 1．新的科学思想和科学研究方法：在伽利略的研究成果得到公认之前，物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支，没有取得自 己的独立地位。当时，哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里，他们苦思巧辩，得不出符合实际的客观规律。伽利略敢于向传统 的权威思想挑战，不是先臆测事物发生的原因，而是先观察自然现象，由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序的 服从简单规律的整体，要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测，找出它的精确的数量关系。 2．伽利略的生平简介：1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城，父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学，著有《音乐对话》一书。1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。伽利略自幼受父亲的影响，对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓；也像他父亲一样，不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医，可是对医学他感到枯燥无味，而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和阿基米德静力学，感到浓厚兴趣。后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱，是人类改变世界的大科学家之一，1642年1月8日病逝，终年78岁。 3.大事年表
1581年9月，17岁的伽利略成了比萨大学的一名学生。 1583年伽利略开始进行摆的实验。 1586年伽利略写了《小天平》。这本书使他引起了其他科学家的关注，奠定了作为数学家的基础。 1590年伽利略写了《关于运动》一书，此书把他关于运动和落体的理论结合了起来。 1591年伽利略在比萨斜塔上进行他的落体实验。伽利略的父亲去世。 1593年伽利略利用斜面开始进行加速度的实验。 1597年德国科学家开普勒出版了《神秘的宇宙》一书，此书支持哥白尼关于宇宙的理论。 1604年伽利略确定无疑地证实了地球不是宇宙的中心。10月，空中出现了一颗超新星，这件事更使伽利略确信亚里士多德关于宇宙的理论是错误的。 1609年伽利略作了一架经过改革的望远镜，并开始了他的天文观察。 1610年3月，伽利略出版了他的《星宿的信使》一书。9月，伽利略移居佛罗伦萨，在科西莫大公手下获得数学家职位。
高中物理：对自由落体运动的研究 [A 组 素养达标] 1．关于自由落体运动的说法，正确的是( ) A ．物体由静止下落的运动就叫自由落体运动 B ．物体竖直下落的运动就叫自由落体运动 C ．物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动 D ．物体只在重力作用下，由静止开始下落的运动叫自由落体运动 解析：对物理学上的物理情景和物理模型要准确理解．对自由落体定义的理解，关键是两点：其一，物体只受重力，如物体下落时空气阻力不能忽略，就不叫自由落体；其二，由静止开始，如果有一定的初速度下落也不能叫自由落体．这两个条件缺一不可． 答案：D 2．(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是( ) A ．重力加速度g 是标量，只有大小，没有方向 B ．在地球上不同地方，g 的大小是不同的，但差别不大 C ．在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的 D ．纬度越低的地方，重力加速度g 值越小 解析：重力加速度是矢量，方向总是竖直向下．地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度是相同的，地球上不同地方g 的大小是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g 值越小．故正确答案为B 、C 、D. 答案：BCD 3．做自由落体运动的物体运动的时间取决于( ) A ．物体的重力 B ．物体下落的高度 C ．物体的速度 D ．物体的加速度 解析：由h ＝1 2gt 2得t ＝ 2h g ，故做自由落体运动的物体运动时间取决于物体下落的高度，B 项正确． 答案：B 4．(多选)在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．重的石块落得快，先着地 B ．轻的石块落得快，先着地 C ．在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度 D ．两块石块在相同的下落时间段内的平均速度相等 解析：两石块都做自由落体运动，运动规律相同且有相同的加速度，由于从同一高度下
伽利略对自由落体运动的研究 对于落体运动，自古以来许多人都研究过。本节课介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法。要通过自主学习，独立的思考、归纳和总结，提出自己的看法与体会。 另外，作为匀变速直线运动规律的应用，我们补充介绍了竖直上抛运动的相关知识。这部分内容教材没有涉及，属于“提高级”知识，供学有余力的同学参考。 1.延续了两千年的错误认识 古希腊的学者们认为，物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快。生活在公元前四世纪的古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法，他认为，物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比。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。但是，这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。 2. 伽利略对自由落体运动的研究 16世纪，意大利学者伽利略对亚里士多德的看法提出了质疑，并对自由落体运动进行了深入的研究。伽利略对自由落体运动的研究方法大体可归结为以下几点：发现问题伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。伽利略认为，如果亚里士多德的观点是对的，即重物比轻物下落得快，那么把重物和轻物拴在一起下落，它们将是什么结果呢？照亚里士多德的说法，重物下落得快，轻物下落的得慢，由于两物拴在一起，“轻的”被“慢的”拉着，“慢的”被“快的”拖着，所以两物拴在一起的速度应是不快不慢。同样，照亚里士多德的说法，两物拴在一起，应该是更重了，那它们应该下落得更快。这两个结论都是由亚里士多德的论断推出来的，但得到的却是互相矛盾的结果。可见，亚里士多德的观点是错误的。 提出假设伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，物体的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算是均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。 数学推理伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比，将会得到荒谬的结论；如果v与t成正比，它通过的位移x就与t2成正比。
2.6伽利略对自由落体运动的研究 教材分析 本节内容是让学生了解并学习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.教材编写的脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表述生动、通俗易懂，因此，适合于学生自主学习. 本节是新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容.过去的教学过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养.因此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标.为了更好地落实新课标的精神，该教学策略采用了先让学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法.引导学生一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念. 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、分组进行科学探究活动，完成实验操作； 3、培养学生进行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； 2、引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 1、教师提问：我们在上一节课已经学习了自由落体运动知道： （1）定义？（物体只在重力作用下从静止开始下落的运动） （2）实质？（初速度为0的匀加速直线运动） 2、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。 （二）情景引入、展示目标 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始下落.我们可以看到，小球先落地，纸片后落地. 公元前4世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德（Arestotle）根据与我们类似的观察，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2000年，直到16世纪，在意大利的比萨斜塔上，伽利略做了着名的两个球同时落地的实验.两个轻重不同的小球同时落地的声音，
高中物理--伽利略对自由落体运动的研究学案 学习目标 1.明确伽利略对自由落体运动的研究方法. 2.领会伽利略的科学思想. 自主探究 1.两千多年前的认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的. 2.伽利略给出科学探究过程的基本要素，包括对现象的一般观察、、、、、对假说进行修正和推广等，伽利略科学思想方法的核心是把和和谐地结合起来 合作探究 一、绵延两千年的错误 关于下落物体运动快慢的问题，亚里士多德的观点是. 二、逻辑的力量 1.简述伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的? . 2.既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关，那么在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢不同的原因是. 三、伽利略对落体运动的探索之路 1.伽利略的猜想: 2.伽利略提出的假设:. 3.实验验证 (1)困难1:. 解决办法:. (2)困难2:.
解决办法:. (3)还原伽利略的滴水实验:用注射用的瓶子和输液器模拟滴水计时，利用导轨制作一套斜面小球的实验器材，让小球由静止释放，记滴下1、2、3，…滴水时小球的位置.通过改变倾角，重复实验 水滴 1 2 3 4 5 6 7 8 距离 4.得出结论:结果表示为，===…=常数，伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系，只是这个常数随着θ的增大而. 5.合理外推:如果斜面的倾角增大到90°，小球的运动就是，小球仍会保持运动的性质. 6.伽利略用到的科学方法的基本环节:. 课堂检测 1.19世纪末，意大利比萨大学的年轻学者伽利略通过逻辑推理的方法，使亚里士多德统治人们近2000多年的理论陷入困境，伽利略的猜想是() A.重的物体下落得快 B.轻的物体下落得快 C.轻、重两物体下落得一样快 D.以上都不是 2.关于伽利略对落体运动的研究，以下说法不正确的是() A.运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断 B.提出“自由落体”是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动 C.通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为90°时，物体做自由落体运动，且加速度的大小跟物体的质量有关 D.总体的思想方法是对现象的观察→提出假设→逻辑推理→实验验证→对假说进行修正和推广
伽利略对自由落体运动的研究 江山市清湖高级中学严晓龙 一、教材分析： 本节内容属于《普通高中物理课程标准》中共同必须模块Ⅰ的内容，是以往教材所没有的。学生在学习本节课内容之前，已经学习了自由落体运动的定义和利用打点计时器打出的纸带来验证“自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动”。新教材专辟这一节，并无重复之嫌。目的是让学生深刻体会到在当时实验设备不精确的条件下伽利略如何提出问题，遇到什么问题，如何突破困难，使学生身临其境，领悟其科学精神，物理思想和研究方法，对提高学生的科学素养具有重要的意义。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。2、教学难点：（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； （2）引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。3、课时安排：1课时 二、教学目标 一）．知识与技能 (1)了解自由落体运动的规律； (2)理解伽利略研究自由落体运动规律的方法。 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)培养学生的思辨能力与对知识的迁移运用能力； (3)探索建构主义理论在物理课堂教学中的运用，通过问题的揭示激发学生探索的热情。 三）．情感态度与价值观 (1)理解伽利略研究自由落体运动规律的方法，体验科学研究的方法； (2)激发学生的兴趣、拓宽学生视野，体验科学的精神和态度在科学探究过程的
重要作用 四．教学过程：（一）、演示引入，轻重物体各一个，问：那个下落快？……可别小看这一小问题，我们可以去调查，生活中对这个问题的回答很多是认为重的物体下落更快。甚至连古希腊大学问家亚里士多德都把这一问题搞错了。 （二）、介绍亚里士多德（ppt结合讲解），亚里士多德根据生活中的观察经验，总结出重物比轻物下落快的观点，由于他的崇高威望，这个错误观念影响了人类近两千年的时间。直到17世纪，才终于有一位伟大的科学家推翻了他的观点。介绍伽利略（ppt结合讲解） （三）、逻辑的力量——伽利略推翻亚里士多德的观点。同学们，你们有没有理由反驳亚里士多德的观点呢？小组讨论，不同学生发表见解。教师点评：对啊！这些现象难道两千年来都没人发现吗？其实，原因是什么呢？完全因为不敢吗？其实，主要的问题是亚里士多德的复杂运动理论，他把的运动归为两类：自然运动和强迫运动，他说的下落运动是指没有空气之下的自然运动。在没有真空泵的16世纪，是不可能用实验来证实他的错误的伽利略他一个17世纪的人物，是怎么推翻亚里士多德的错误的呢？伽利略设想：重物和轻物，按照亚里士多德的理论，假设重物的下落速度是8，轻物的下落速度是4，……连在一起的时候看成一个更重的物体（板演：……）教师问：同学们，根据逻辑推理，你们觉得连在一起后的下落速度应该更大还是更小？组织讨论，不同学生回答，教师最后补充 总结归谬法，（展示ppt） ppt）（板书：归谬法反证得出结论） （四）、伽利略的探索之路。伽利略并没有就此止步，他要揭示出这种运动
《伽利略对自由落体运动的研究》教案 高一物理组：陈菊波 一、教材分析 本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法，例如用反证法使来里士多德的观点自相矛盾，用猜想与假说，数学推理，实验验证，合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。 二、学情分析 1、学生已有知识 通过本章前几节的学习，学生已经知道了匀变速直线运动的基本规律和研究方法，会利用规律分析和解决一些简单的运动的问题。 2、学生欠缺之处 对于物理规律的发展并没有太多的了解，不知道一些简单的物理规律在以前是怎样被总结出来的。在思考物理现象时，还是比较容易受主观经验的影响，对物理规律有所怀疑或还没形成物理思维。对物理问题的思考缺少严密的推理。 三、教学目标 1、知识与技能 (1)初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用； (2)了解两位伟大科学家的生平和主要经历； (3)知道伽利略对自由落体运动的研究方法。 2、过程与方法 (1)学会自己查找资料学习物理学史的方法； (2)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； 3、情感态度与价值观 (1)学习科学家们对知识敢于质疑的勇气； (2)学习科学家们科学研究的执著精神； (3)通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣； (4)通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需 要几代人的不懈努力； 四、教学重点、难点 重点：伽利略对落体问题的逻辑推理。 教学策略：通过观察、思考、讨论 难点：伽利略的验证性实验的设计；伽利略的理想外推。 教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点。 五、教学资源 : 斜面；小球；砖头；秒表；刻度尺。 六、课时安排：1课时 七、教学过程 复习导入新课 上一节课学习了自由落体运动，什么是自由落体运动?自由落体运动有哪些规律? 学生回忆并回答．
高一物理必修一重点知识点：伽利略对 自由落体运动的研究 1、发现问题伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。伽利略认为,如果亚里士多德的观点是对的,即重物比轻物下落得快,那么把重物和轻物拴在一起下落,它们将是什么结果呢?照亚里士多德的说法,重物下落得快,轻物下落的得慢,由于两物拴在一起,“轻的”被“慢的”拉着,“慢的”被“快的”拖着,所以两物拴在一起的速度应是不快不慢。同样,照亚里士多德的说法,两物拴在一起,应该是更重了,那它们应该下落得更快。这两个结论都是由亚里士多德的论断推出来的,但得到的却是互相矛盾的结果。可见,亚里士多德的观点是错误的。 2、提出假设伽利略认为,重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动,物体的速度应该是均匀变化的。但是,速度的变化怎样才算是均匀的呢?他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的,即v与t成正比;另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即v与x成正比。 3、数学推理伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比,将会得到荒谬的结论;如果v与t成正比,它通过的位移x就与t2成正比。 4、实验验证为了便于测量时间,伽利略设法用斜面做实
验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸,让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下,通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究,发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比,小球的运动是匀变速直线运动,且倾角一定不同小球的加速度一定,倾角越大加速度越大。 5、合理外推伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900,小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动;当斜面的倾角达到900时,小球就做自由落体运动。从而,自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,且所有物体自由下落时的加速度都相同。
伽利略对自由落体运动的研究 一、教材分析 1、教材内容 (1) 亚里士多德和伽利略对力和运动的主要观点和研究方法 (2)伽利略通过研究自由落体运动，创立了科学的研究方法 2、教材的地位和作用: 从过去的阅读材料，到现在作为独立的一节,看出新教材对过程与方法，情感态度与价值观等教育目标的重视,切不可以过去轻过程重结论的思想来对待本节课的教学。 3、教材的特点 本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法,例如用反证法使亚里士多德的观点自相矛盾,用猜想与假说，数学推理,实验验证,合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律. 4、教学目标 （1）知识与技能：通过历史知识,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。 （2）过程与方法：了解伽利略的实验研究过程，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。 （3）情感态度与价值观：从科学研究过程中体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。 5、教材的重点和难点： 重点：伽利略研究自由落体运动规律的实验和方法 难点：验证速度与时间成正比 二、教法分析： 采用自学点拨与合作探究相结合的教学方法，充分落实学生的主体地位，调动学生的积极性。 三、教学过程 （一）引入新课，利用大屏幕给出自学提纲（15分钟） 问题主要包括： 1、物体下落的快慢由什么因素决定。 2、伽利略对自由落体运动的探究过程。 3、科学研究过程的基本要素。 通过提出的问题，让学生沿着伽利略的研究思路，推翻亚里士多德的错误观点，得出自由落体运动的规律，体会着伽利略科学研究的困难和非凡的研究思想。 （二）师生共同探究（10分钟） 在学生完成以上自学问题的基础上，进一步提出几个问题，让学生思考与讨论： 1、伽利略推翻亚里士多德的观点，采用的是什么推理方法？从而引出一种常见的推理方法——反证法。 2、伽利略巧妙的利用了数学推理和“冲淡重力”的斜面实验，转换角度的间接证明他的假设，这种方法非常重要，他打破了传统的以思辩性的论战来决定是非的古板方法，具有划时代的意义，他的研究思想对我们今后的学习和研究会有很大的帮助。 3、让学生根据伽利略的推理思路，导出位移与时间的平方成正比的结论，体会他的逻辑推理过程。并让两个学生到黑板上推导，然后对他们作出评价，教师最后用大屏幕给出规范的推导步骤。 （三）反馈练习（5分钟）
第二章研究匀变速直线运动的规律 2.1 伽利略对落体运动的研究教案 ★教学目标 (一)知识与技能 1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法 2.学习伽利略的思想和精神，培养敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学 精神。提高学习兴趣，培养合作精神。 (二)过程与方法 3.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； 4.亲身经历探究的过程，尝试探究的方法，提高实验的技能，培养主动参与、勤于动手的 学习习惯。 (三)情感态度与价值观 5.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 6.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 1.了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实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 1.观察－思考－推理－猜想－验证”是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参 考 ★教学过程 设计思路：本文主要目的是带领学生体验经历伽得略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法，培养学生勇于敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。所以我们按照“观察－思考－推理－猜想－验证”这样的科学探究思路引导学生进行学习 一、伽利略的探究 师：上节课我们学习了一种理想的运动模型：自由落体运动。大家都知道，落体运动是非常常见的，但就这样一个常见的运动，人类对它的认识经历了差不多两千年的时间才变得
清晰起来。这究竟是怎么回事呢？在人类历史上，最早研究运动问题的要算古希腊学者亚里士多德了。亚里士多德通过观察推断：物体下落快慢由它们的质量决定。他的这一推断符合人们的常识，以至于其后两千年里，大家都奉为经典。但到了16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断产生了怀疑，用自己方法证明了亚里士多德观点的错误并且得出了落体运动的规律。下面我们就随着伽利略的思想一起体验他的探究过程。 1、伽利略的思考： 师：伽利略通过自己的观察对亚里士多德的观点产生了怀疑，并通过逻辑推理让亚里士多德的观点自相矛盾。你能做到用亚里士多德的观点证明亚里士多德观点的错误吗？ 伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。根据亚里士多德的理论，一块大石头的下落速度要比一块小石头下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把这两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果，整个系统的下落速度应该介于8和4之间。但从另一个角度讲，两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此整个系统的速度应该大于8，由同一理论得到的结论相互矛盾，从而使亚里士多德的理论陷入困境。 补充：“两种新科学的对话”一书中写道： 萨尔维阿谛（伽氏）：如果把两个自然速率不同的物体绑在一起，那么落得快的物体会被落得慢的物体拖着而减速，落得慢的物体会被落得快的物体拖着而加速，你同意吗？ 辛普利丘（亚氏）：没有疑问，你说得对。 伽氏：但是，如果这是对的，那么我们取一块大石头，例如它的下落速率为八，再取一块小石头，下落速率为四，将它们栓在一起，整个系统的下落速率应该小于八；但是，两块石头栓在一起，要比速率为八的石头重。因此可以得出，重物体比轻物体的运动速率要小的结论，这个结论刚好和你的推测相反。 亚氏：我完全被搞糊涂了，……说实在的，这完全超出了我的理解力……。 2、伽利略的猜想 先问问学生会作怎样的猜想。 伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，物体的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算是均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。
2.6伽利略对自由落体运动的研究 教学目标: ★知识与技能 1.了解物理学史。 2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。 ★过程与方法 1.学习伽利略的科学方法。 2.培养学生自己查找资料学习物理学史。 ★情感态度与价值观 1．学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。 2．学习科学家们科学研究的执著精神。 3．通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣。 4．通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过 程，需要几代人的不懈努力。 学习重点与难点: 1．伽利略对落体问题的逻辑推理。 2．伽利略的验证性实验的设计。 3．伽利略的理想外推。 教学准备：让学生预习，搜集关于伽利略和亚里士多德的有关资料。 教学设计： 一、认识两位科学家 老师提出：哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料，先说说伽利略吧。 学生可能的回答：①伽利略全名伽利略·伽利莱，他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。 1564年伽利略生于意大利的比萨城，1611年，伽利略应邀来到罗马，在罗马期间，伽利略为了确立新的自然研究法—实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，这就更加激怒了教会。1632年，他的名著《关于两大世界体系的对话》出版，但立即被教会列为禁书。1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭审判，并被判终身软禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年，伽利略在荷兰出版了《关于两门新学科与数学证明的谈话》一书，对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。 ②他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出 来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来他的兴趣转向了数学和物理学。 ③1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。 伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。伽利略将观察到的天文现象写成《星际使者》一书，于1610年发表。书中介绍了月球上的环状山脉，无数星体构成的银河系，金星的盈亏，木星的四颗卫星，太阳黑斑等等，从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持，同时也动摇了亚里士多德—托勒密的地心说。 教师对学生的回答给予肯定：关于伽利略的资料收集非常细致，下面再说说亚里士多德吧。 学生可能的回答：①作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献之大，令人震惊。他至少撰写了170种著作，其中流传下来的有47种。他的科学著作，在那个年代简直就是一本百科全书。但他的成就远不止于此。他还是一位真正哲学家，对哲学每个学科几乎都做出了贡献。亚里士多德集中古代知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人像他那样对知识有过系统
伽利略对自由落体运动的研究教案 年级 组别审阅审阅 主备人使用人授课时间 课题人教版物理必修一第二章匀变速直线运动的研究第6节 伽利略对自由落体运动的研究课型新授 课标 要求高考要求：1级要求对所列知识要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用 小高考要求：1级要求对所列知识要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用 教 学 目 标知识与能力1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路 和方法； 能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。 过程与方法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；
分组进行科学探究活动，完成实验操作 培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。 情感、态度与价值观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； 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； ）引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。 教学 方法讲授法、讨论法 教学程序设计 教 学 过 程
及 方 法环节一明标自学 过程设计二次备 “明标自学”： 新课导入 落体运动随处可见：从空中释放的小球会落向地面上，熟透的苹果要掉到地上，雨滴从天空中掉落下来等等，我们里会看到，不同的物体下落的快慢不一样。早在XX多年前，古希腊的哲学家亚里士多德就已经认识到这一现象，并认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的。 你知道事实的是怎样的吗？ 自学内容 绵延两千年的错误观点是什么？ 伽利略对自由落体运动的研究过程是什么样的？ 伽利略的科学方法是什么？教 学 过 程 及 方 法环节二合作释疑环节三点拨拓展
伽利略对自由落体运动的研究 本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址必修一2.6 一、教材分析 本节内容属于《普通高中物理课程标准》中共同必须模块Ⅰ的内容，是以往教材所没有的。学生在学习本节课内容之前，已经学习了自由落体运动的定义和利用打点计时器打出的纸带来验证“自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动”。新教材专辟这一节，并无重复之嫌。目的是让学生深刻体会到在当时实验设备不精确的条件下伽利略如何提出问题，遇到什么问题，如何突破困难，使学生身临其境，领悟其科学精神，物理思想和研究方法，对提高学生的科学素养具有重要的意义。 二、教学目标 （一）教学目标： 、了解思路和方法； 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： 、经历方法，感悟科学探究的方法； 2、分组进行科学探究活动，完成实验操作； 3、培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。 （三）情感目标：
、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。 三、教学重点难点 、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。 2、教学难点： （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； （2）引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。 四、学情分析 本节课内容通俗易懂，课前可由学生自主学习。上课时使学生融入伽利略的角色，如何指出亚里士多德的逻辑错误，如何提出自己猜想再利用斜面实验间接验证加以外推。教师以平等地位参与讨论，发表意见。通过这节课的探究，培养学生创新能力，提高其科学素养。 五、教学方法 教师启发、引导，学生阅读教材，讨论、交流。