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111 2.6 伽利略對自由落體運動的研究 學習目標 知識與技能 1．了解落體運動研究的史實，了解邏輯推理的特色． 2．理解任何猜想和假說都要有實驗驗證的重要性． 過程與方法 1．讓學生初步體會抽象思維、提出假說、科學實驗是進行科學研究的重要思路和方法． 2．通過史實了解伽利略研究自由落體規(guī)律的過程，體會其推理方法的奧妙，同時了解猜想的必要性，感曼探究規(guī)律的幾個必要過程和科學方法的重要性，了解體會一些科學的方法． 情感態(tài)度與價值觀 1．滲透研究自然規(guī)律的科學方法． 2．通過了解史實能培養(yǎng)同學們的意志和科學的方法觀，避免盲目和急功近利思想，提高自己的認識觀． 3．經歷伽利略對自由落體運動的研究過程，體驗數學在研究物理間題中的重要性．體會人類對客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣． 課前預習 一．綿延兩千年的錯誤 亞里士多德的觀點：物體越重，下落越快． 二．邏輯的力量 三．猜想與假說 自由落體是一種最簡單的變速運動，一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經過相等的時間，速度的變化相等，另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經過相等的位移，速度的變化相等．伽利略假設第一種方式最簡單，并把這種運動叫做勻變速運動． 四．實驗驗證 伽利略根據斜面結果出發(fā)，認為，在初速度為零的勻加速直線運動中，經過的距離正比于時間的平方，即距離與時間的平方的比值為恒量，恒量的數值隨著斜面傾角增大而增大．當斜面傾角增大到90，即斜面與地面垂直時，小球將自由下落，成為自由落體，x∝t2的關系仍然成立，此時x/t2的比值為最大，這時小球仍然會保持勻變速直線運動的性質． 五．伽利略的科學方法 觀察一提出猜想一運用邏輯推理一實驗對推理驗證一對猜想進行修證(補充)一推廣應用 預習評價 1．一石塊A從80m高的地方自由下落，同時在地面正對著這石塊，用40m/s的速度豎直向上拋出另一石塊B，問: (1)石塊A相對B是什么性質的運動? (2)經多長時間兩石塊相遇? (3)相遇時離地面有多高? 2.從地面豎直上拋一物體，它兩次經過A點的時間間隔為tA，兩次經過B點的時間間隔為tB，則AB相距？ 課程導學 1、延綿兩千年的錯誤是什么？ 2、伽利略是通過一個怎樣的假定去否定亞里士多德對重物下落的觀點的？又是怎樣去驗證的？ 3、簡要說出伽利略得出這一結論的科學方法。 難點突破 例1.某人在高層樓房的陽臺外側以20m/s的速度豎直向上拋出一個石塊，石塊運動到離拋出點15m處時，所經歷的時間為多少？。 方法與技巧展示: 自我小結 自主評價 1．在物理學的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學家首先建立了平均速度、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的運動．并首先采用了實驗檢驗猜想和假設的科學方法，把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而有力地推進了人類科學的發(fā)展 ( ) A．亞里士多德 B. 伽利略 C. 牛頓 D．愛因斯坦 2．小紅同學搖動蘋果樹，從同一高度一個蘋果和一片樹葉同時從靜止直接落向地面，蘋果先著地，下面說法中正確的是( ) A.蘋果和樹葉做的都是自由落體運動 B.蘋果和樹葉的運動都不能看成自由落體運動 C.蘋果的運動可看成自由落體運動，樹葉的運動不能看成自由落體運動 D．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會同時落地 3．甲同學看到乙同學從10層樓的樓頂同時由靜止釋放兩個看上去完全相同的鐵球，結果甲同學看到兩球不是同時落地的．他分析了兩球未能同時落地的原因．你認為他的下列分析哪些是正確的( ) A.兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小 B.兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大 C.兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實心球，重力遠大于阻力 D.兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比，差別較小 自主探究 請仔細回顧伽利略研究落體運動的全過程，把他的每一個步驟列出來，并說明哪一步驟是提出問題，哪一步驟是數學推理，哪一步驟是實驗驗證等等．再討論一下，在一般物理問題的研究過程中，是否都需要經歷這些步驟? 111