（教案）伽利略对自由落体运动的研究

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1、伽利略对自由落体运动的研究【三维目标】（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.能够合理设计实验，并用图线法处理实验数据。（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.培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。（三）情感态度与价值观1.培养学生善于观察思考，知难而进的优秀品质。2.培养学生耐心细致的意志品质及创新思想。［教学重点】让学生亲必其境探允伽利略对自rti落体运动研允的实验，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

2、.引导学生在实验过程屮怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引入（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徳的观点。（二）情景引入、展不日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

3、徳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，伽利略做了著名的两个铁球同时落地的实验。两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样的清脆美妙，乂是那样的振聋发嗾！它动摇了人们头脑中的旧观念，开创了实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。今天这节课我们就一起来经历伽利略对自由落体运动的研究过程,领悟这位大师的科学精神、物理思想、研究方法，得其精髓，有所借鉴。二、新课讲解（-）绵延两千年的错误亚里士多德的观点：物体越重，下落越快。公元前，人们对物体下落的研究很少，凭着观察认为重的

4、物体比轻的物体下落得快。当时，著名的思想家亚里士多德经过了观察和总结认为“物体下落的速度与重力成正比”。这一观点正好应和了人们潜意识里的想法；同时，它又是伟大的亚里士多徳提出的论断，人们深信不疑。从那以后，人们判断物体下落的快慢，甚至给孩子们上课时一直坚持这一观点,这一观点一直延续了2000多年，从没有人一对它提出异议。交流与讨论：为什么会有错误的认识呢？错误认识的根源在于不注意探索事物的本质。（-）逻辑的力量学生阅读：16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多徳的论断表示了怀疑。后来,他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书屮对此做出了评论。根据亚里士多德的论断，一块大

5、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该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大。这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了休I境。为了摆脱这种休I境,伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快。（传说伽利略在比萨斜塔上做过落体实验，但后来乂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,他们把这座古塔看作伽利略的纪念碑。）问题：伽利略是怎样论证

6、亚里士多徳观点是错误的？猜想：既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关，那么为什么在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢不同呢？学生讨论后回答。（三）猜想与假说伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动。他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算均匀呢？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均匀的，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单，并把这种运动叫做匀变速运动。（四）实验验证阅读：（课件投影）伽利略斜面实验的情况伽利略在《两种新科学的对话》中说：

7、“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、光滑并且很圆的铜球，放在槽屮滚动。将这个木槽的一端抬高一到二库比特,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。实验要重复几次,以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一，进行这样的操作，肯定了我们的观察是可靠的以后，将球滚下的距离改