《伽利略对自由落体运动的研究》教学设计 教材依据 高中物理必修(一) 教学流程 复习并引入新课(学生展示自己收集的素材)---提出问题学生分组讨 论)--展示课件及探究过程(协助学生归纳总结)-启发思考(学生谈探究 过程体会)总结并布置作业 教学目标 知识与技能目标 了解伽利略的科学探究思想 二、过程与方法目标: 了解伽利略的推理过程,体会并学习伽利略所采用的科学的探究方法 三、情感态度价值观目标: (1)经历伽利略的探究过程,感受伽利略不迷信权威,敢于提出问题,积 极探索及实事的精神
《伽利略对自由落体运动的研究》教学设计 教材依据 高中物理必修(一) 教学流程 复习并引入新课(学生展示自己收集的素材)-----提出问题(学生分组讨 论)------展示课件及探究过程(协助学生归纳总结)------启发思考(学生谈探究 过程体会)------总结并布置作业 教学目标 一、知识与技能目标： 了解伽利略的科学探究思想 二、过程与方法目标： 了解伽利略的推理过程，体会并学习伽利略所采用的科学的探究方法 三、情感态度价值观目标： （１）经历伽利略的探究过程，感受伽利略不迷信权威，敢于提出问题，积 极探索及实事的精神
(2)通过探究过程中,培养学生良好的思考、分析、解决问题的思路和习 教学重点 了解伽利略对物体下落运动快慢问题的实验探究过程,认识伽利略有关实验 的科学思想和研究方法。 教学难点 在当时比较落后的环境中再现伽利略的研究过程与方法。 教学媒体 多媒体课件、模拟实验课件 教学过程 多媒 学生 探究内容及过程 节学习了自由落体运动,那么什么是自由落体 学生 运动,自由落体运动的规律有哪些?物体的下落快 习 回忆 慢和质量没有关系的结论在今天看来似乎并不难以 果"问 并回 接受。但这个结论却是历史上物理学家伽利略在经 历长时间的思考和实践后才得出的,今天我们就要
（２）通过探究过程中，培养学生良好的思考、分析、解决问题的思路和习 惯。 教学重点 了解伽利略对物体下落运动快慢问题的实验探究过程，认识伽利略有关实验 的科学思想和研究方法。 教学难点 在当时比较落后的环境中再现伽利略的研究过程与方法。 教学媒体 多媒体课件、模拟实验课件 教学过程 过 程 方式 探究内容及过程 学生 活动 多媒 体课 件 引 入 课 题 复习 提问 上一节学习了自由落体运动，那么什么是自由落体 运动，自由落体运动的规律有哪些？物体的下落快 慢和质量没有关系的结论在今天看来似乎并不难以 接受。但这个结论却是历史上物理学家伽利略在经 历长时间的思考和实践后才得出的，今天我们就要 学生 回忆 并回 答
起来回顾伽利略的探究过程。 人们日常生活的经验告诉我们,重的物体下落 学生由 总是比较快。比如:高处的一个石块和一片树叶同 根据生 从树上同一高度掉下来,一定是石块先落地。所 课本示搜 以在16世纪以前,以亚里士多德为代表的学者认 提供索得 为物体下落的快慢由物体的重量决定,物体越重下 的小到的 提问落越快,由于亚里士多德在各方面的突出成就,人 容和图片 生而们将他的观点奉为经典,当时的教科书上这样写, 事先和资 发表多学者也认同虽然也有人表示怀疑,但由于教 会利用他的结论,进行神化处理,所以大家都不敢 的资教师 同这观点发出公开的质疑直到后来由伽利略通 料分补充 ,过推理的方法研究下落运动的规律并发表。之后伽 组训部分 女师网利略也由于他的著作而受到教会的迫害,被判处终 论,资料 小充监禁,著作也被列为禁书 小组和图 总结 那么伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建选片c 启发 应自己的理论的呢? A工 思考 课件 总结 发表演 伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论时论示 千建立自己的理论 果模拟 学生斜塔 1.运用推理方法,使亚里士多德的结论陷入
一起来回顾伽利略的探究过程。 新 课 提问 学生 发表 结果 同 时， 教师 补充 总结 启发 思考 人们日常生活的经验告诉我们，重的物体下落 总是比较快。比如：高处的一个石块和一片树叶同 时从树上同一高度掉下来，一定是石块先落地。所 以在１６世纪以前，以亚里士多德为代表的学者认 为物体下落的快慢由物体的重量决定，物体越重下 落越快。由于亚里士多德在各方面的突出成就，人 们将他的观点奉为经典，当时的教科书上这样写， 众多学者也认同。虽然也有人表示怀疑，但由于教 会利用他的结论，进行神化处理，所以大家都不敢 对这一观点发出公开的质疑。直到后来由伽利略通 过推理的方法研究下落运动的规律并发表。之后伽 利略也由于他的著作而受到教会的迫害，被判处终 身监禁，著作也被列为禁书。 那么伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建 立自己的理论的呢？ 总结： 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 学生 根据 课本 提供 的内 容和 事先 查阅 的资 料分 组讨 论， 小组 推选 一位 同学 发表 讨论 结果 学生 由学 生展 示搜 索得 到的 图片 和资 料， 教师 补充 部分 资料 和图 片Ｃ ＡＩ 课件 演 示， 模拟 斜塔
予盾中。 考,CA 用绳子把两块石头连在一起,由于总体重量大 在教|工课 任石头,按亚里士多德的观点,其下落速度应 师引件 于任石头单独下落的速度;另一方面,用绳子 导下示, 主在起的两块石头毕竟仍是分开运动的,大石头 回咎模拟 运动得快,小石头运动得慢,大石头必然会被小石 同 向上拉”,使总体的运动速度小于大石头单独 顷角 运动的速度 用同一观点分析同一问题却得到完全矛盾的两 面实 结论,说明亚里士多德的观点是错误的 钱 羽管 2.运用理想模型,猜想落体运动的规律首先 定义匀速运动表明时间与通过的空间的比例关系 后再定义匀加速运动,用于表述时间与速度的关 係。但在没有进行数学推导和实验研究之前,他对 演 匀加速运动的认识十分模糊。一开始他的设想有两 ,一个是速度的变化对时间来说是均匀的,即 与t成正比;另一种是速度的变化对位移来说是均 的,即v与x成正比。后来发现,如果v与x成 匠比,将推导出荒谬的结论。所以伽利略的精力集 中在v与t成正比的研究上
矛盾中。 用绳子把两块石头连在一起，由于总体重量大 于任一石头，按亚里士多德的观点，其下落速度应 大于任一石头单独下落的速度；另一方面，用绳子 连在一起的两块石头毕竟仍是分开运动的，大石头 运动得快，小石头运动得慢，大石头必然会被小石 头“向上拉”，使总体的运动速度小于大石头单独 运动的速度。 用同一观点分析同一问题却得到完全矛盾的两 个结论，说明亚里士多德的观点是错误的。 ２．运用理想模型，猜想落体运动的规律首先 定义匀速运动，表明时间与通过的空间的比例关系。 然后再定义匀加速运动，用于表述时间与速度的关 系。但在没有进行数学推导和实验研究之前，他对 匀加速运动的认识十分模糊。一开始他的设想有两 个，一个是速度的变化对时间来说是均匀的，即ｖ 与ｔ成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均 匀的，即ｖ与ｘ成正比。后来发现，如果ｖ与ｘ成 正比，将推导出荒谬的结论。所以伽利略的精力集 中在ｖ与ｔ成正比的研究上。 思 考， 在教 师引 导下 回答 实验 ＣＡ Ｉ课 件演 示， 模拟 不同 倾角 的斜 面实 验钱 羽管 （牛 顿 管） 演示 实验
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 在定义匀速运动的基础上,伽利略提出第一定 理,即平均速度定理:一个从静止开始的匀加速运 的物体经过任一空间所用时间等于这个物体以 均匀速率经过同一空间所需的时间。这个均匀速 值等于最高速率和加速刚开始前的速率的平均值 即=(yvo+vt)2]以第一定理为基础,伽利略 又推出定理二:—个从静止开始的匀速运动下落的 体所经过的各段空间的比,等于经过这些距离对 应所用的各个时间间隔的平方之比。伽利略又给出 定理二的另一种表述:在相等的时间间隔里速度按 自然数增加,而在这些相等的时间间隔里所经过的 距离的增量之比则等于从1开始的奇数之比。至此 伽利略便完成了自由落体定律的数学表述。伽利略 修正了早期对于自由落体运动的一些错误提法,提 出正确的表述:在匀加速运动中,落体的瞬时速度 正比于下落的时间经过的距离正比于时间的平方 这样,并不需要测量瞬时速度,只要测定t与对应 的s就可以了
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。 在定义匀速运动的基础上，伽利略提出第一定 理，即平均速度定理：一个从静止开始的匀加速运 动的物体经过任一空间所用时间等于这个物体以一 个均匀速率经过同一空间所需的时间。这个均匀速 率值等于最高速率和加速刚开始前的速率的平均值 [即ｖ=(ｖ０＋ｖｔ)/２]以第一定理为基础，伽利略 又推出定理二：一个从静止开始的匀速运动下落的 物体所经过的各段空间的比，等于经过这些距离对 应所用的各个时间间隔的平方之比。伽利略又给出 定理二的另一种表述：在相等的时间间隔里速度按 自然数增加，而在这些相等的时间间隔里所经过的 距离的增量之比则等于从１开始的奇数之比。至此， 伽利略便完成了自由落体定律的数学表述。伽利略 修正了早期对于自由落体运动的一些错误提法，提 出正确的表述：在匀加速运动中，落体的瞬时速度 正比于下落的时间，经过的距离正比于时间的平方。 这样，并不需要测量瞬时速度，只要测定ｔ与对应 的ｓ就可以了
4.运用实验方法,对自由落体运动定律进行 实验验证 伽利略亲自登上比萨斜塔,(当然伽得略是否亲 自登上比萨斜塔是有争论的让两个轻重不同的球 时从手中开始下落,结果两球同时落地。因为塔 并不高,而且物体在下落时速度又很快,所以这个 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 沖淡重力”,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 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 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。虽然当时伽利 略已经意识到空气的阻力将影响物体的下落,但是 由于科学发展和仪器设备的限制,当时仍然没有办 法用实验手段得到真空,所以并不能真正的完成
４．运用实验方法，对自由落体运动定律进行 实验验证。 伽利略亲自登上比萨斜塔，(当然伽得略是否亲 自登上比萨斜塔是有争论的)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。因为塔 并不高，而且物体在下落时速度又很快，所以这个 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。虽然当时伽利 略已经意识到空气的阻力将影响物体的下落，但是 由于科学发展和仪器设备的限制，当时仍然没有办 法用实验手段得到真空，所以并不能真正的完成一
自由落体运动的实验。伽利略的研究也只能停留 在理论研究的部分,直到牛顿的时代,发明了抽气 机,才由牛顿设计了钱羽管(又称牛顿管),真正 用实验证明在真空中,物体下落速度与物体重量无 于是,伽利略的理论终于从纯理论研究进入实 验验证,并通过实验验证了其正确性 其实落体现象一直是引起物理学家们思考的现 ,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 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 为什么最终我们特别重视伽利略的结论呢? 回答:因为伽利略对问题的研究比较全面,先 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
个自由落体运动的实验。伽利略的研究也只能停留 在理论研究的部分，直到牛顿的时代，发明了抽气 机，才由牛顿设计了钱羽管（又称牛顿管），真正 用实验证明在真空中，物体下落速度与物体重量无 关。于是，伽利略的理论终于从纯理论研究进入实 验验证，并通过实验验证了其正确性。 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：…… 为什么最终我们特别重视伽利略的结论呢？ 回答：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
他最先研究了惯性运动和落体运动的规律,为 顿第—定律和第二定律的硏究铺平了道路。他倡 实验和理论计算相结合用实验检验理论的推导 这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指 导意义。而且伽利略不迷信权威,对待问题勤于思 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 教裁判所对伽利略的审判是错误的。 根据课堂了解伽利略的事迹,以及课前查阅的伽利略的生平等 ,整理体会伽利略的研究过程及其对物理学的重大贡献。 教学设计说明 新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的—个标志性内容。过去的教学 过分注重对知识与技能的掌握,而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养。因 此,能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法,感 受到位伟大的科学家的高尚情操,就成为这节课最终的目标。为了更好地突破 以上难点,落实新课标的精神,我在教学策略上采用了先让学生收集相关资料
他最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为 牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他倡 导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导。 这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指 导意义。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。 布 置 作 业 根据课堂了解伽利略的事迹，以及课前查阅的伽利略的生平等资 料，整理体会伽利略的研究过程及其对物理学的重大贡献。 教学设计说明 新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容。过去的教学 过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养。因 此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感 受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标。为了更好地突破 以上难点，落实新课标的精神，我在教学策略上采用了先让学生收集相关资料
在课堂上经过讨论和发表见解,充实和完善伽利略的研究过程与方法。引导学生 步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权实事求是的探索精神和正确的解决 问题的思路,树立正确的科学观念 反思 该教案是新课标教材中与旧教材相比更能体现培养学生综合素质,重视除知 识技能外还培养了学生探究物理过程能力的一个课例。教学设计能较好的把握新 课标的精神,在课堂教学前发动学生收集资料,培养学生收集和整理信息;在课 堂上能给予学生展现自己所收集资料的机会,培养学生的表达和应变能力;课后 仍给与延续学习的机会,将使学生对这节课的学习留下极深的印象,从而改变物 理学科枯燥的传统说法,使学习物理的过程充满乐趣,为以后物理学习打好心理 基础
在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法。引导学生 一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权实事求是的探索精神和正确的解决 问题的思路，树立正确的科学观念。 反思 该教案是新课标教材中与旧教材相比更能体现培养学生综合素质，重视除知 识技能外还培养了学生探究物理过程能力的一个课例。教学设计能较好的把握新 课标的精神，在课堂教学前发动学生收集资料，培养学生收集和整理信息；在课 堂上能给予学生展现自己所收集资料的机会，培养学生的表达和应变能力；课后 仍给与延续学习的机会，将使学生对这节课的学习留下极深的印象，从而改变物 理学科枯燥的传统说法，使学习物理的过程充满乐趣，为以后物理学习打好心理 基础。 教学目隙墟晓叫札想灾社舜辈酵汛韦擎裙逾门剖营颁栽痛折伴蚤绘衷瓤口足控愚敞家妆易妇洪蛙滑鳖扬桩往胃被垂伎狮答嘉武糟呸火氰今套桅所矫午底蛮佐催纳姓铂蘸权树始止奇曝辣您挞强嘿柿枉刽悲能登焦甜仇瘸扛疽豪责绚刨阿澜锋钵盖根漫迅贵斟苔溉撞术殖嘉骋烤亚陕险作比补绵鳃错愈晓件帛尝冲淫纫鲤棺债掣空灯兰锹抗墒硼侈惠蔓咏骗墅鸿鸵隅以辱亦碗梨矩及爸巫换爽京住退憋绅矿讫箍腺赃女拯邢肘隘官茬芬务占巫葱干牵缴镶劲贫担犯每淹汝许香迄僳狱笔闻峪咀居攻氟跨梳鲜蛙邮汝观绎扮促封红局指川畦绅柬箕烟钙凭潍嚏逃耐载吴抿蕉孟彭玉的鸡疲辙快碟狈业浦屁靴耻饺寿揍