伽利略對自由落體運動的研究.doc

伽利略對自由落體運動的研究【整體設(shè)計】本節(jié)是讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)伽利略研究自由落體運動的科學(xué)思維方法和巧妙的實驗構(gòu)思.教材編寫邏輯嚴謹，文字生動，適合于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。伽利略的科學(xué)思維方法和巧妙地實驗構(gòu)思值得我們在教學(xué)中深入貫徹，伽利略勇于質(zhì)疑，不畏強權(quán)，堅持真理的精神有待我們在教學(xué)中強化。很多學(xué)生感覺科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新是很神秘，是最聰明的一批人在設(shè)備精密的實驗室中做的事。實際上它就在身邊。為說明這一點，我借用教材中愛因斯坦的一句話“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”專門設(shè)計了一組問答【教學(xué)目標】一、知識與技能目標：1.了解伽利略的科學(xué)研究思想2.了解科學(xué)研究的一般方法與技巧3.知道科學(xué)就在身邊不是神秘的東西二、過程與方法目標：了解伽利略的推理過程，體會伽利略所采用的科學(xué)的研究方法三、情感態(tài)度價值觀目標：1.感受伽利略不迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑，積極探索的精神。2.在經(jīng)歷研究過程中，培養(yǎng)學(xué)生良好的思考、分析、解決問題的思路和習(xí)慣。3.了解創(chuàng)新，知道科學(xué)就在身邊，并非神秘而高不可及的東西。【教學(xué)重點】了解伽利略快慢問題的實驗研究工作，認識伽利略有關(guān)對物體下落運動實驗的科學(xué)思想和方法【教學(xué)難點】讓學(xué)生體會“觀察現(xiàn)象實驗探索提出問題討論問題解決問題”的科學(xué)探究方式【教學(xué)媒體】 模擬斜塔實驗課件.模擬不同傾角的斜面實驗課件.錢羽管（牛頓管）演示實驗.【教學(xué)過程】一引入新課：（世界名人秀智商）/question/33770458.html 達芬奇:220 牛頓:190 伽利略:185 愛因斯坦:160 比爾蓋茨:160 希拉里克林頓:140 比爾克林頓:137 小布什:125 老布什:98 智商是一回事，頑強的個性更是成功的必要條件，一起來看看伽利略（偉大的物理學(xué)家、天文學(xué)家）簡單介紹：/view/4162.htm/albums/332471/332471.html#197938$9e7ce6dc65f840edcc1166e2二推進新課 1、歷史的錯誤：關(guān)于下落物體快慢課件展示： “亞氏觀點”教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一段，提出問題：為什么會有錯誤的認識呢？學(xué)生活動：思考問題，交流體會。得出錯誤認識的根源。2、伽利略的邏輯推理教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第三、四段，提出問題：伽利略是怎樣論證亞里士多德觀點是錯誤的？學(xué)生活動：帶著問題閱讀教材，闡述自己的觀點。教師點評：培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力。課件展示：“邏輯的力量”3、猜想與假說教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“猜想與假說”部分，提出問題：伽利略在研究落體運動過程中遇到了哪些困難？面對這些困難，伽利略是怎樣做的？他作出了大膽的科學(xué)猜想，猜想的內(nèi)容是什么？學(xué)生活動：帶著問題閱讀教材，闡述自己的觀點。教師點評：培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力，培養(yǎng)學(xué)生分析概括能力?？茖W(xué)的猜想，或者叫假說，這是對事物認識的模型，是對事物認識的基礎(chǔ).4、伽利略的實驗驗證猜想畢竟是猜想，是否正確，是否具有指導(dǎo)意義，還需要驗證.展示問題：伽利略遇到了什么困難？如何解決的？ （學(xué)生仔細閱讀后討論， 得出）（1）困難之一：無法測量瞬時速度. 解決方案：借助于數(shù)學(xué)推理得出從靜止開始做勻加速直線運動的物體，通過的位移與時間的平方成正比.（2）困難之二：沒有準確的計時工具.解決方案：設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗.教師點評：通過該問題的創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力，體會伽利略所采用的方法的巧妙，鼓勵學(xué)生要敢于猜想，大膽發(fā)現(xiàn)，勇于創(chuàng)新. 課件展示：傳說中，伽利略親登上比薩斜塔，讓兩個輕重不同的球同時從手中開始下落，結(jié)果兩球同時落地.但實驗有其局限性，難以明確s是否真的與t的平方成正比.于是，伽利略又在設(shè)計另一實驗斜面實驗.由于伽利略時代的實驗儀器不能精確測量快速下落所需的時間，所以他設(shè)想通過斜面落體來“沖淡重力”，并通過延伸斜面和控制斜面傾角來控制物體運動的速度和所經(jīng)歷的時間.經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，雖然不斷改變斜面的傾斜度，但得到的結(jié)果有共同點：小球經(jīng)過的距離的比值等于經(jīng)過這些距離對應(yīng)所用時間間隔的平方之比.伽利略在這個基礎(chǔ)上進行合理外推，當傾角增大到90度時，實驗結(jié)論仍應(yīng)成立，此即豎直落體運動.至此，伽利略就完成了對自由落體運動的研究！其實落體現(xiàn)象一直是引起物理學(xué)家們思考的現(xiàn)象，在伽利略之前，14世紀的艾伯特認為下落物體的速度與下落的距離成正比.另一位14世紀的學(xué)者，N.奧雷姆根據(jù)對各種運動的數(shù)學(xué)研究，提出下落物體的速率與下落的時間成正比，下落的距離與下落時間的平方成正比.15世紀，L.達芬奇提出在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)下落物體的距離比為1234教師活動：伽利略是怎樣建立自己的理論的呢？學(xué)生活動：伽利略通過四個環(huán)節(jié)推翻了亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論.（1）運用推理方法，使亞里士多德的結(jié)論陷入矛盾中.（2）運用理想模型，猜想落體運動的規(guī)律.（3）運用數(shù)學(xué)方法，推導(dǎo)自由落體運動的數(shù)學(xué)表達式以及可以直接測定的物理量之間的函數(shù)關(guān)系.（4）運用實驗方法，對自由落體運動定律進行實驗驗證.教師點評：這些是伽利略勝人一籌的關(guān)鍵。5、伽利略的科學(xué)方法教師活動：伽利略對運動的研究，不僅確立了許多用于描述運動的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的方法.請同學(xué)們歸納這種科學(xué)方法.同學(xué)討論歸納：對現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)運用邏輯得出推論實驗進行檢驗對假設(shè)進行修正和推廣教師點評：（1）伽利略的偉大之處就在于他首先采用了實驗檢驗猜想的科學(xué)方法.（2）合理的外推對得出正確結(jié)論有很大的幫助.教師活動：為什么最終我們特別重視伽利略的結(jié)論呢？學(xué)生活動：因為伽利略對問題的研究比較全面，先是通過觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)，運用邏輯和數(shù)學(xué)推理得出推論，再通過實驗對推論進行檢驗（這是其他物理家在研究同一問題上缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)），并對假說進行修正和推廣.而且伽利略不迷信權(quán)威，對待問題勤于思考，敢于提出問題、挑戰(zhàn)權(quán)威，不畏強權(quán)的精神也是我們應(yīng)為之喝彩并學(xué)習(xí)的.1642年，伽利略在貧病交加中逝世，享年78歲.直到1983年，羅馬教廷正式承認，350年前宗教裁判所對伽利略的審判是錯誤的.教師點評：通過解決此問題體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)敢于堅持真理，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生樹立起辯證唯物主義的認識論.三、回顧課堂,激發(fā)創(chuàng)新教師活動：引導(dǎo)學(xué)生讀課文中穿插的一段點評語-愛因斯坦有一句很著名的話: “提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題有時僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募记桑岢鲂碌膯栴}、新的可能性，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學(xué)上的真正進步?！?教師設(shè)問：伽利略的研究解決了“物體如何下落”這一提問。同學(xué)們可以提出些什么問題嗎？你們引出的新問題也許“標志著科學(xué)上真正的進步”呢！學(xué)生活動：（可能的回答）物體為什么會下落呢？-受到重力！重力怎么來的呢-地球?qū)ξ矬w的引力、萬有引力！萬有引力是怎么來的呢-太難了！我們“百度一下”/question/82294343.html?an=0&si=5&wtp=wk有待我們中某位同學(xué)在恰當?shù)臅r候用更通俗的語言解釋吧。四、課堂總結(jié)與反思通過這節(jié)課，我們從伽利略對落體的研究，學(xué)會他的觀察思考實驗等科學(xué)方法，為我們以后的探究打下基礎(chǔ)，會質(zhì)疑，不畏難，用科學(xué)的方法指導(dǎo)我們。在以前的教學(xué)中，上完本節(jié)課本內(nèi)容還有一段時間我會設(shè)計為做幾個題目了事，感覺與課文的真諦不符，與編者的意圖不符。后來注意到愛因斯坦這段話，激發(fā)了我引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生思維也空間被激發(fā)，終究達到激發(fā)創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生思考、分析、解決問題的思路和習(xí)慣。讓同學(xué)們知道科學(xué)不是神秘的東西，就在身邊。五、板書設(shè)計 伽利略對自由落體運動的研究1、對自由落體的兩種觀點（1）亞里士多德的錯誤觀點（2）伽利略的觀點2、伽利略的猜想和假說（1）伽利略研究落體運動首先應(yīng)解決的問題：描述運動所需的概念（2）用來描述物體運動性質(zhì)的物理量：時間、位移、瞬時速度、平均速度、加速度（3）伽利略的猜想：vx（最后被否定掉了）vt3、伽利略猜想的實驗驗證（1）伽利略遇到的