高中物理《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 》 教案10
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111 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能:通過(guò)歷史回顧,初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。 2.過(guò)程與方法:了解伽利略的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程,認(rèn)識(shí)伽利略有關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生探求知識(shí)的能力 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀: 從科學(xué)研究過(guò)程中體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅,培養(yǎng)敢于堅(jiān)持真理,勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,逐步幫助學(xué)生樹(shù)立起辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論。 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略: 重點(diǎn):讓學(xué)生了解抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)方法。 教學(xué)策略:再現(xiàn)亞里士多德和伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí),通過(guò)討論、交流,讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)思維方法和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思,從而體會(huì)“觀察現(xiàn)象→實(shí)驗(yàn)探索→提出問(wèn)題→討論問(wèn)題→解決問(wèn)題”的科學(xué)探索方式。 三、設(shè)計(jì)思路 觀察實(shí)驗(yàn):紙片和小石子自由下落 學(xué)生討論得出結(jié)論,組織學(xué)生分析 學(xué)習(xí)伽利略的邏輯分析和實(shí)驗(yàn)方法 體會(huì)、歸納對(duì)待事物的科學(xué)思想方法 四、教學(xué)資源 1.實(shí)驗(yàn)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(jī)。 2.多媒體教學(xué)設(shè)備一套:可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。 五、教學(xué)設(shè)計(jì) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn) 評(píng) 引入新課 拿出一本書(shū)、一張展開(kāi)的紙,從同一高度自由釋放。 提問(wèn):它們誰(shuí)先著地? (請(qǐng)學(xué)生列舉生活中物體下落快慢比較的例子) 請(qǐng)你們分組討論:到底怎樣的物體落得快? 學(xué)生會(huì)回答:書(shū)先著地 小組討論后回答 學(xué)生會(huì)得出各種正確或錯(cuò)誤的結(jié)論,不急著下結(jié)論 對(duì)這個(gè)問(wèn)題歷史上不同時(shí)期有不同的認(rèn)識(shí)。 講授新課 一、對(duì)自由落體的兩種觀點(diǎn) (讓學(xué)生閱讀P48第一、二部分內(nèi)容。) 提問(wèn):伽利略推翻亞里士多德的觀點(diǎn),采用的是什么推理方法?你以前是否用到該法? 請(qǐng)你們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)推翻亞里士多德的觀點(diǎn)的。 提問(wèn):什么原因造成不同物體下落有快有慢? 提問(wèn):在沒(méi)有空氣阻力的情況下,輕重不同物體的下落快慢會(huì)怎樣呢? 演示牛頓管中的物體下落:將抽過(guò)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(shí)落到牛頓管的下端(強(qiáng)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(shí)驗(yàn),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(shuō) 伽利略在否定了亞里士多德的觀點(diǎn)后,并沒(méi)有就此止步,他要進(jìn)一步研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 請(qǐng)同學(xué)閱讀P48—49第三部分。 提出問(wèn)題:1、伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)首先應(yīng)解決什么問(wèn)題? 2、用什么量來(lái)描述物體“運(yùn)動(dòng)性質(zhì)”? 3、伽利略作了怎樣的猜想? 三、伽利略猜想的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 猜想還畢竟是猜想,是否正確,是否具有指導(dǎo)意義,還需要驗(yàn)證。請(qǐng)同學(xué)閱讀P49—50第四部分。 問(wèn)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(yùn)動(dòng)的情況。 他進(jìn)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(yùn)動(dòng)。由此他推想,當(dāng)斜面傾角增大到90,小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),仍然會(huì)做勻加速運(yùn)動(dòng)。 四、伽利略的科學(xué)方法 伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究,不僅確立了許多用于描述運(yùn)動(dòng)的基本概念,而且創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的方法。請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)本節(jié)內(nèi)容,歸納這種科學(xué)方法。 本課小結(jié) 知識(shí)就是力量,而能力與方法比知識(shí)更有力量,我們每個(gè)人都應(yīng)該可以象伽利略那樣去思索.重要的是學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)世界的方法和具備進(jìn)行科學(xué)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(xué)者的失敗與成功中尋求啟發(fā)和借鑒.我們也將會(huì)擁有一顆杰出的閃爍出智慧之光的大腦,去面對(duì)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(cuò)誤的? 2、寫(xiě)一篇短文,談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)、體會(huì)和受到啟發(fā)而想到的問(wèn)題。 (學(xué)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(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案可能有:將紙片團(tuán)成紙團(tuán)、小石子同時(shí)釋放;將紙片團(tuán)成紙團(tuán)、紙片同時(shí)釋放;小石子、紙片呈豎直同時(shí)釋放等等,并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)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(méi)有空氣阻力的情況下,物體下落的快慢與重力的大小無(wú)關(guān)。 小組討論后回答:描述運(yùn)動(dòng)所需的概念。 小組討論后回答:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有瞬時(shí)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(xué)生仔細(xì)閱讀后討論,得出) 1、困難之一:無(wú)法測(cè)量瞬時(shí)速度。 解決方案:借助于數(shù)學(xué)推理得出從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,通過(guò)的位移與時(shí)間的平方成正比。 2、困難之二:沒(méi)有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具,無(wú)法測(cè)定象自由落體這樣較短的時(shí)間。 解決方案:設(shè)計(jì)了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn) 同學(xué)討論歸納:對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出推論→實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣→…… 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際中注重方法的總結(jié)。 激發(fā)學(xué)生探究事物本質(zhì)的熱情。 學(xué)生也可能分析得出:空氣阻力越小于物體重力時(shí),不同的物體下落快慢差別越小。 學(xué)生會(huì)很興奮,讓他們體會(huì)實(shí)驗(yàn)的魅力。認(rèn)識(shí)到突出主要因素,忽略和排除次要因素,進(jìn)行科學(xué)研究的重要思路和方法。 進(jìn)一步完善理論,對(duì)實(shí)際有更深、更遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。 提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。 猜測(cè)可能是解決問(wèn)題的開(kāi)端,猜測(cè)是一種科學(xué)的方法。 在科學(xué)研究中,轉(zhuǎn)換測(cè)量對(duì)象,進(jìn)行間接測(cè)量的是一種重要的思路。 伽利略的偉大之處就在于他首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想的科學(xué)方法 合理的外推對(duì)得出正確結(jié)論有很大的幫助。 板書(shū)設(shè)計(jì) 第五節(jié) 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 一、 對(duì)自由落體的兩種觀點(diǎn): 1、亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn) 2、伽利略的觀點(diǎn) 二、 伽利略的猜想和假說(shuō): 1、伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)首先應(yīng)解決的問(wèn)題:描述運(yùn)動(dòng)所需的概念。 2、用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的物理量:時(shí)間、位移、瞬時(shí)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證: 1、伽利略遇到的困難和解決方案: 困難之一:無(wú)法測(cè)量瞬時(shí)速度。 解決方案:改測(cè)位移與時(shí)間的關(guān)系(靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體s∝t2) 困難之二:沒(méi)有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具。 解決方案:“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn) 2、合理的外推 四、伽利略的科學(xué)方法:對(duì)現(xiàn)象的一般觀察 →提出假設(shè) →運(yùn)用邏輯得出推論 →實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn) →對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣 →…… 111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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