伽利略对自由落体运动的研究【整体设计】 本节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.教材编写逻辑严谨，文字生动，适合于学生自主学习。伽利略的科学思维方法和巧妙地实验构思值得我们在教学中深入贯彻，伽利略勇于质疑，不畏强权，坚持真理的精神有待我们在教学中强化。很多学生感觉科学研究和科学创新是很神秘，是最聪明的一批人在设备精密的实验室中做的事。实际上它就在身边。为说明这一点，我借用教材中爱因斯坦的一句话“提出一个问题往往比解决一个问题更重要……”专门设计了一组问答……【教学目标】一、知识与技能目标：1.了解伽利略的科学研究思想2.了解科学研究的一般方法与技巧3.知道科学就在身边不是神秘的东西二、过程与方法目标：了解伽利略的推理过程，体会伽利略所采用的科学的研究方法三、情感态度价值观目标：1.感受伽利略不迷信权威，敢于质疑，积极探索的精神。2.在经历研究过程中，培养学生良好的思考、分析、解决问题的思路和习惯。3.了解创新，知道科学就在身边，并非神秘而高不可及的东西。【教学重点】了解伽利略快慢问题的实验研究工作，认识伽利略有关对物体下落运动实验的科学思想和方法【教学难点】让学生体会“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探究方式【教学媒体】模拟斜塔实验课件.模拟不同倾角的斜面实验课件.钱羽管（牛顿管）演示实验.【教学过程】一．引入新课：（世界名人秀智商）http://zhidao.baidu.com/question/33770458.html达·芬奇:220牛顿:190伽利略:185爱因斯坦:160比尔·盖茨:160希拉里·克林顿:140比尔·克林顿:137小布什:125老布什:984
智商是一回事，顽强的个性更是成功的必要条件，一起来看看伽利略（伟大的物理学家、天文学家）简单介绍：http://baike.baidu.com/view/4162.htmhttp://baike.baidu.com/albums/332471/332471.html#197938$9e7ce6dc65f840edcc1166e2二．推进新课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。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。教师点评：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。教师点评：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.4、伽利略的实验验证 猜想毕竟是猜想，是否正确，是否具有指导意义，还需要验证. 展示问题：伽利略遇到了什么困难？如何解决的？ （学生仔细阅读后讨论，得出） （1）困难之一：无法测量瞬时速度. 解决方案：借助于数学推理得出从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移与时间的平方成正比. （2）困难之二：没有准确的计时工具. 解决方案：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验. 教师点评：通过该问题的创设，培养学生自主探究的能力，体会伽利略所采用的方法的巧妙，鼓励学生要敢于猜想，大胆发现，勇于创新. 课件展示：传说中，伽利略亲4
登上比萨斜塔，让两个轻重不同的球同时从手中开始下落，结果两球同时落地.但实验有其局限性，难以明确s是否真的与t的平方成正比.于是，伽利略又在设计另一实验——斜面实验. 由于伽利略时代的实验仪器不能精确测量快速下落所需的时间，所以他设想通过斜面落体来“冲淡重力”，并通过延伸斜面和控制斜面倾角来控制物体运动的速度和所经历的时间. 经过多次实验发现，虽然不断改变斜面的倾斜度，但得到的结果有共同点：小球经过的距离的比值等于经过这些距离对应所用时间间隔的平方之比.伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到90度时，实验结论仍应成立，此即竖直落体运动.至此，伽利略就完成了对自由落体运动的研究！ 其实落体现象一直是引起物理学家们思考的现象，在伽利略之前，14世纪的艾伯特认为下落物体的速度与下落的距离成正比.另一位14世纪的学者，N.奥雷姆根据对各种运动的数学研究，提出下落物体的速率与下落的时间成正比，下落的距离与下落时间的平方成正比.15世纪，L.达芬奇提出在连续相等的时间间隔内下落物体的距离比为1∶2∶3∶4∶… 教师活动：伽利略是怎样建立自己的理论的呢？ 学生活动：伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论. （1）运用推理方法，使亚里士多德的结论陷入矛盾中. （2）运用理想模型，猜想落体运动的规律. （3）运用数学方法，推导自由落体运动的数学表达式以及可以直接测定的物理量之间的函数关系. （4）运用实验方法，对自由落体运动定律进行实验验证.教师点评：这些是伽利略胜人一筹的关键。5、伽利略的科学方法 教师活动：伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法.请同学们归纳这种科学方法. 同学讨论归纳：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→实验进行检验→对假设进行修正和推广→…… 教师点评： （1）伽利略的伟大之处就在于他首先采用了实验检验猜想的科学方法. （2）合理的外推对得出正确结论有很大的帮助. 教师活动：为什么最终我们特别重视伽利略的结论呢？ 学生活动：因为伽利略对问题的研究比较全面，先是通过观察现象，提出假设，运用逻辑和数学推理得出推论，再通过实验对推论进行检验（这是其他物理家在研究同一问题上缺少的关键环节），并对假说进行修正和推广.而且伽利略不迷信权威，对待问题勤于思考，敢于提出问题、挑战权威，不畏强权的精神也是我们应为之喝彩并学习的. 1642年，伽利略在贫病交加中逝世，享年78岁.直到1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的. 教师点评：通过解决此问题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，帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论.三、回顾课堂,激发创新教师活动：引导学生读课文中穿插的一段点评语-----爱因斯坦有一句很著名的话:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧，而提出新的问题、新的可能性，却需要创造性的想象力，而且标志着科学上的真正进步。”教师设问：伽利略的研究解决了“物体如何下落”这一提问。同学们可以提出些什么问题吗？你们引出的新问题也许“标志着科学上真正的进步”呢！4
学生活动：（可能的回答）物体为什么会下落呢？--------受到重力！重力怎么来的呢--------地球对物体的引力、万有引力！万有引力是怎么来的呢--------太难了！我们“百度一下”http://zhidao.baidu.com/question/82294343.html?an=0&si=5&wtp=wk有待我们中某位同学在恰当的时候用更通俗的语言解释吧。四、课堂总结与反思通过这节课，我们从伽利略对落体的研究，学会他的观察思考实验等科学方法，为我们以后的探究打下基础，会质疑，不畏难，用科学的方法指导我们。在以前的教学中，上完本节课本内容还有一段时间我会设计为做几个题目了事，感觉与课文的真谛不符，与编者的意图不符。后来注意到爱因斯坦这段话，激发了我引导学生思考，学生思维也空间被激发，终究达到激发创新，培养学生思考、分析、解决问题的思路和习惯。让同学们知道科学不是神秘的东西，就在身边。五、板书设计伽利略对自由落体运动的研究1、对自由落体的两种观点 （1）亚里士多德的错误观点 （2）伽利略的观点2、伽利略的猜想和假说 （1）伽利略研究落体运动首先应解决的问题：描述运动所需的概念 （2）用来描述物体运动性质的物理量：时间、位移、瞬时速度、平均速度、加速度 （3）伽利略的猜想：v∝x（最后被否定掉了）v∝t3、伽利略猜想的实验验证 （1）伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度 解决方案：改测位移与时间的关系（从静止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2） 困难之二：没有准确的计时工具 解决方案：“冲淡重力”的斜面实验 （2）合理的外推4、伽利略的科学方法 对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→实验进行检验→对假设进行修正和推广活动与探究六、课后作业阅读有关伽利略的科普文章，写100字左右的随感。4
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