高一物理教案《伽利略對自由落體運動的研究》 人教版必修1

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111 教材分析與建議 本節(jié)內(nèi)容是介紹伽利略研究自由落體運動的科學方法和巧妙地實驗構(gòu)思，過去把這節(jié)課做閱讀材料處理，這次把它列為一節(jié)課，這樣做也是出于對過程與方法，情感與態(tài)度與價值觀這兩方面教育目的的重視。 一、教學目標 1．知識與技能：通過歷史回顧,初步了解近代實驗科學產(chǎn)生的背景,認識實驗對物理學發(fā)展的推動作用。 2．過程與方法：了解伽利略的實驗研究過程，認識伽利略有關(guān)實驗的科學思想和方法,培養(yǎng)學生探求知識的能力 3．情感態(tài)度與價值觀： 從科學研究過程中體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)敢于堅持真理，勇于創(chuàng)新的科學精神和實事求是的科學態(tài)度，逐步幫助學生樹立起辯證唯物主義的認識論。 二、教學重點、難點 教學重點及其教學策略： 重點：讓學生了解抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結(jié)合的科學方法。 教學策略：再現(xiàn)亞里士多德和伽利略對自由落體運動的不同認識，通過討論、交流，讓學生了解并學習伽利略研究自由落體運動的科學思維方法和巧妙的實驗構(gòu)思，從而體會“觀察現(xiàn)象→實驗探索→提出問題→討論問題→解決問題”的科學探索方式。 三、設計思路 觀察實驗：紙片和小石子自由下落 學生討論得出結(jié)論，組織學生分析 學習伽利略的邏輯分析和實驗方法 體會、歸納對待事物的科學思想方法 四、教學資源 1．實驗器材：小石子若干，形狀相同的紙片若干，羽毛，小金屬片若干，牛頓管，抽氣機。 2．多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。 五、教學設計 教師活動 學生活動 點 評 引入新課 拿出一本書、一張展開的紙，從同一高度自由釋放。 提問：它們誰先著地？ （請學生列舉生活中物體下落快慢比較的例子） 請你們分組討論：到底怎樣的物體落得快？ 對這個問題歷史上不同時期有不同的認識。 講授新課 一、對自由落體的兩種觀點 （讓學生閱讀P48第一、二部分內(nèi)容。） 提問：伽利略推翻亞里士多德的觀點，采用的是什么推理方法？你以前是否用到該法？ 請你們設計實驗來推翻亞里士多德的觀點的。 提問：什么原因造成不同物體下落有快有慢？ 提問：在沒有空氣阻力的情況下，輕重不同物體的下落快慢會怎樣呢？演示牛頓管中的物體下落：將抽過氣的牛頓管內(nèi)的金屬片與輕雞毛從靜止一起下落，觀察結(jié)果，兩者幾乎同時落到牛頓管的下端(強調(diào)：管內(nèi)空氣已被抽得很稀薄，空氣阻力的影響非常小)；將牛頓管內(nèi)放入空氣再做實驗，情況截然不同了，金屬片比雞毛落得快。 二、伽利略的猜想和假說 伽利略在否定了亞里士多德的觀點后，并沒有就此止步，他要進一步研究自由落體運動的規(guī)律。 請同學閱讀P48—49第 三部分。 提出問題：1、伽利略研究落體運動首先應解決什么問題？ 2、用什么量來描述物體“運動性質(zhì)”？ 3、伽利略作了怎樣的猜想？ 三、伽利略猜想的實驗驗證 猜想還畢竟是猜想，是否正確，是否具有指導意義，還需要驗證。請同學閱讀P49—50第四部分。 問題：伽利略遇到了什么困難？如何解決的？ 多媒體展示：伽利略研究物體沿不同角度的斜面運動的情況。 他進行了上百次的定量研究，發(fā)現(xiàn)從斜面上滾下的小球都做勻加速運動。由此他推想，當斜面傾角增大到90，小球做自由落體運動時，仍然會做勻加速運動。 四、伽利略的科學方法 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的發(fā)展極為有益的方法。請同學們總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，歸納這種科學方法。 本課小結(jié) 知識就是力量，而能力與方法比知識更有力量，我們每個人都應該可以象伽利略那樣去思索.重要的是學會認識世界的方法和具備進行科學研究的能力，如若我們能從亞里士多德和伽利略以及其他各位偉大學者的失敗與成功中尋求啟發(fā)和借鑒.我們也將會擁有一顆杰出的閃爍出智慧之光的大腦，去面對已知的與未知的物理世界。 布置作業(yè) 1、如何證明V∝x的猜想是錯誤的？ 2、寫一篇短文，談談自己的認識、體會和受到啟發(fā)而想到的問題。 學生會回答：書先著地 小組討論后回答 （學生分組討論得出：反證法是一種常用的推理方法。） 方案不一定同，學生的實驗方案可能有：將紙片團成紙團、小石子同時釋放；將紙片團成紙團、紙片同時釋放；小石子、紙片呈豎直同時釋放等等，并說明實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論：重的物體不一定下落得快。 討論得出：空氣阻力 得出結(jié)論：在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢與重力的大小無關(guān)。 小組討論后回答：描述運動所需的概念。 小組討論后回答：描述物體運動快慢的物理量有瞬時速度、平均速度；描述速度變化快慢的物理量是加速度。 V∝x(最后否定了)及V∝t （學生仔細閱讀后討論，得出） 1、困難之一：無法測量瞬時速度。 解決方案：借助于數(shù)學推理得出從靜止開始作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，無法測定象自由落體這樣較短的時間。 解決方案：設計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗 同學討論歸納：對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設→運用邏輯得出推論→實驗進行檢驗→對假設進行修正和推廣→…… 學生會得出各種正確或錯誤的結(jié)論，不急著下結(jié)論 引導學生學會在實際中注重方法的總結(jié)。 激發(fā)學生探究事物本質(zhì)的熱情。 學生也可能分析得出：空氣阻力越小于物體重力時，不同的物體下落快慢差別越小。 學生會很興奮，讓他們體會實驗的魅力。認識到突出主要因素，忽略和排除次要因素，進行科學研究的重要思路和方法。 進一步完善理論，對實際有更深、更遠的指導意義。 提出一個問題往往比解決一個問題更重要。 板書設計 第六節(jié) 伽利略對自由落體運動的研究 一、 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 二、 伽利略的猜想和假說： 1、伽利略研究落體運動首先應解決的問題：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：v∝x（最后否定掉了） v∝t 三、伽利略猜想的實驗驗證： 1、伽利略遇到的困難和解決方案： 困難之一：無法測量瞬時速度。 解決方案：改測位移與時間的關(guān)系（靜止開始作勻加速直線運動的物體s∝t2） 困難之二：沒有準確的計時工具。 解決方案：“沖淡重力”的斜面實驗 2、合理的外推 四、伽利略的科學方法：對現(xiàn)象的一般觀察 →提出假設 →運用邏輯得出推論 →實驗進行檢驗 →對假設進行修正和推廣 111