高中物理必修第二章伽利略对自由落体运动的研究

姓名

班级

时间

§2.6 伽利略对自由落体运动的研究

【导学目标】

1、 了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。

2、 了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。

【导学过程】

【问题一】绵延两千年的错误

“一块石头比一块树叶下落的快，从而亚里斯多德推导出物体下落的快慢由物体的质量决定”这种我们现在很容易反驳的观点为什么在那个时候可以持续2000多年？

【问题二】逻辑的力量

接近二千年后的伽利略通过亚里斯多德的观点，“重的物体比轻的物体下落的快”如何得出了一个自相矛盾的结论？伽利略认为怎么样才能解决这种矛盾？

【问题三】猜想与假说

物理学家们总是认为这个世界原本应该是很简单的，复杂只是表象，伽利略在反驳了亚里斯多德的观点后，自己大胆的假设，这种运动应该是最简单的形式即速度“均匀变化”的，他认为的速度均匀变化是什么情况呢？

【问题四】实验验证

1， 在实验时伽利略面临哪些困难?

2， 伽利略是如何得出自由落体运动是匀加速直线运动的？

3， 伽利略把斜面实验外推到900需要很大的勇气，为什么这么说？

注：1969年美国实现登月，这是人类首次登月成功，在一次登月活动中，宇航员David R．Scott在月球上证实了榔头与羽毛下落一样快，月球的引力加速度为1.67 m/s2.

【导学典例】 【典例一】某人在高层楼房的阳台外侧以2 0 m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间为多少？（不计空气阻力，取g =10m/s2）

分析：石块运动到离抛出点15m处时，石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方？如果是在抛出点上方的话，是处于上升阶段还是处于下降阶段？

从题意来看，石块抛出后能够上升的最大高度为20220gvHm>15m。

《伽利略对自由落体运动的研究》

一、设计思路：

1、课标要求分析：了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法，了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。

2、教材文本分析：教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思，以及伽利略对自由落体运动的探究历史，方法的教学贯穿课程文本始终。目的是让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的历史过程以及面对困难时采取的方法，增加学生对处理物理问题的方法论的初步认识。

3、学生学情分析：学生已经学习了自由落体运动的定义和规律，但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。所以教材单独列出这节课，让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法，培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。

4、教学总体安排：本课时采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式，重点关注伽利略在研究过程中所采用的科学方法以及意义。

二、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方法。

2、知道逻辑推理(包括数学知识)和实验验证对解决物理课题的重要性。

（二）过程与方法

1、经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验伽利略的科学研究方法。

（三）情感、态度与价值观

1．通过了解史实，培养渗透坚持真理、不迷信权威、勇于探索的科学精神。

2．通过经历伽利略对自由落体运动的研究过程，进一步提升对方法论的认识。

三、教学重点与难点：

教学重点：伽利略对自由落体运动研究的过程、方法。

教学难点：伽利略否前人错误结论的逻辑推理、斜面实验结论的合理外推。

四、教学方式：

教学方法：自主讨论法、归纳法、实验演示法

五、教学用具：

小铁球、斜槽、多媒体辅助设备。

六、教学流程

七、板书设计

八、教学过程

试卷第1页，总7页 高中高一物理第二章《自由落体运动》

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2021年4月某游客在扬州世园会乘坐热气球游玩，游客拍照时不小心将相机从距离地面30m处滑落，此时热气球上升的速度为5m/s，则相机落地时间约为（ ）

A．2s B．2.4s C．3s D．6s

2．小球做自由落体运动，与水平地面发生弹性碰撞。从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间，取竖直向上为正方向，则小球运动的vt图像正确的是（ ）

A．

B．

C．

D．

3．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验；让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则（ ） 试卷第2页，总7页 A．小球在2s末的速度是20m/s B．小球在第5s内的平均速度是18m/s

C．小球在第2s内的位移是20m D．小球在前5s内的位移是125m

4．如图甲所示为一运动员（可视为质点）进行三米板跳水训练的场景，某次跳水过程的竖直速度一时间（v-t）图象如图乙所示（向下为正），t=0是其向上跳起的瞬间.则该运动员从跳板弹起能上升的高度最接近（ ）

A．0.25m B．0.38m

C．0.50m D．0.80m

5．某物理兴趣小组为研究自由落体运动，在保证安全的前提下，从教学楼的四楼走廊边静止释放一小球，释放点离地面高度为10m。站在地面上的同学利用手机的连拍功能拍了多张小球下落的照片，已知某两张连续的照片中，小球离地的高度分别为6.80m和5.95m，不计空气阻力，重力加速度210m/sg，则手机连拍的时间间隔为（ ）

A．0.10s B．0.15s C．0.20s D．0.25s

6．四个小球在离地面不同高度同时从静止释放，不计空气阻力，从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔，小球依次碰到地面。下列各图中，能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是（ ）

1 6 伽利略对自由落体运动的研究

基础巩固

116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

答案:C

2伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是( )

A.对自然现象进行总结归纳的方法

B.用科学实验进行探究的方法

C.对自然现象进行总结归纳,并用实验进行验证的方法

D.抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法

答案:D

3伽利略用实验验证v∝t的最大困难是( )

A.不能很准确地测定下落的距离

B.不能测出下落物体的瞬时速度

C.当时没有测量时间的仪器

D.当时没有记录落体运动的数码相机

答案:B 2 4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

答案:C

5(多选)伽利略在研究落体运动时,设计了如图所示的斜面实验,他在这个实验中采用过的方法有(

)

A.用水钟或节拍器计时

B.用打点计时器打出纸带进行数据分析

C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到

D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动

答案:ACD

6伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( )

A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比

B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比