伽利略对自由落体运动的研究
教学设计:
观察实验:纸片和小石子自由下落
再现亚里士多德和伽利略对自由落体运动的不同认识,通过讨论、交流,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,从而体会“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探索方式。
在研究自由落体运动的过程中我们还要介绍归谬法,也是理论推导的一种重要方法,导学中重要的是研究解决问题的方法而不是知识本身,知识的结论当然重要,但更重要的是如何获取知识,中学学习的一个非常重要的方面就是如何获取知识、处理知识. 三维目标: 知识与技能:
通过历史回顾,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。 过程与方法:
了解伽利略的实验研究过程,认识伽利略有关实验的科学思想和方法,培养学生探求知识的能力
情感态度与价值观:
从科学研究过程中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,逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。
教学重点及其教学策略:
重点:让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。 教学重点
了解探索过程,明确探索的步骤,同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用,从中提炼自己的学习方法. 教学难点
“观念一思考一推理一猜想一验证”是本节的重点思路,也是培养良好思维习惯的重要参考. 教学方法:
学、交、导、练、悟 教学过程
一、绵延两千年的错误
亚里士多智的观点:物体越重,下落越快.
公元前,人们对物体下落的研究很少,凭着观察认为重的物体比轻的物体下落得快.当时,著名的思想家亚里士多德(Aristotle,前384一前322)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德提出的论断,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2 000多年,从没有人对它提出异议. 二,逻辑的力量
16世纪末,意大利比萨大学的青年学者佃利略(GalileoGalilei,1564—1642)对亚里士多德的论断表示了怀疑.后来,他在1638年出版的《两种新科学的对话,一书中对此作出了
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学生讨论得出结论,组织学生分析 学习伽利略的逻辑分析和实验方法 体会、归纳对待事物的科学思想方法 评论.
根据亚里士多德的论断,一块大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面减慢,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困境.为了摆脱这种困境,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,但后来又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,他们把这庄古塔看作伽利略的纪念碑) 板书设计:
§2.5利略对自由落体运动的研究 一、绵延两千年的错误
(课件展示)亚里士多智的观点:物体越重,下落越快. 二,逻辑的力量 三.猜想与假说
自由落体是一种最简单的变速运动,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
伽利略根据斜面结果出发,认为,在初速度为零的匀加速直线运动中,经过的距离正比于时间的平方,即号;恒量,恒量的数值随着斜面倾角增大而增大.当斜面倾角增大到90°,即斜面与地面垂直时,小球将自由下落,成为自由落体,x∝t2的关系仍然成立,此时x/t2的比值为最大,这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质. 五.伽利略的科学方法
观察一提出猜想一运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)一推广应用.
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