伽利略对落体运动的研究学案
物理：《伽利略对自由落体运动的研究》教案新人教版必修精选
伽利略对自由落体运动的研究教案（一）教学目标:★知识与技能1.了解物理学史。
2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。
★过程与方法1.学习伽利略的科学方法。
2.培养学生自己查找资料学习物理学史。
★情感态度与价值观1．学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。
2．学习科学家们科学研究的执着精神。
3．通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣。
4．通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。
学习重点与难点:1．伽利略对落体问题的逻辑推理。
2．伽利略的验证性实验的设计。
3．伽利略的理想外推。
教学准备：让学生预习，搜集关于伽利略和亚里士多德的有关资料。
教学设计：一、认识两位科学家老师提出：哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料，先说说伽利略吧。
学生可能的回答：①伽利略全名伽利略·伽利莱，他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。
1564年伽利略生于意大利的比萨城，1611年，伽利略应邀来到罗马，在罗马期间，伽利略为了确立新的自然研究法—实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，这就更加激怒了教会。
1632年，他的名着《关于两大世界体系的对话》出版，但立即被教会列为禁书。
1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭审判，并被判终身软禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。
1638年，伽利略在荷兰出版了《关于两门新学科与数学证明的谈话》一书，对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。
②他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。
他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了。
当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。
后来他的兴趣转向了数学和物理学。
③1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的着作着迷。
伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。
他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。
自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究-(导)学案
自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究[学习目标] 1.知道物体做自由落体运动的条件. 2.通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．(重点) 3.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．(难点) 4.了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想．(难点)自由落体运动[1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．2．做自由落体运动的条件：(1)只受重力作用．(2)初速度等于零．3．运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．[再思考]1．枯萎的叶子，由树枝上自由下落的运动是不是自由落体运动？【提示】不是，树叶在下落时虽然初速度为零，但由于它受到的空气阻力不能忽略，故不是做自由落体运动．2．为什么在抽成真空的牛顿管中金属片和羽毛下落的快慢相同？【提示】 由于抽成真空的牛顿管对金属片和羽毛均没有空气阻力，它们只在重力作用下做自由落体运动．[后判断]1．物体竖直向下的运动就是自由落体运动．(×)2．物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动．(×)3．物体由静止释放，当空气阻力很小，可忽略不计时可以看做自由落体运动．(√)自由落体加速度及运动规律 [1．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g 表示．2．方向：竖直向下． 3．大小：在地球上不同的地方，g 的大小是不同的，一般计算中，可以取g ＝9.8_m/s 2或g ＝10_m/s 2. 4．运动规律：(1)自由落体运动实质上是初速度v 0＝0，加速度a ＝g 的匀加速直线运动． (2)基本公式⎩⎨⎧ 速度公式：v ＝gt .位移公式：h ＝12gt 2.位移速度关系式：v 2＝2gh .[再思考]1．自由落体加速度的方向能说成垂直地面向下吗？【提示】 不能，由于地面不一定水平，垂直地面向下不一定是竖直向下．2．自由落体加速度的大小与物体的重力大小有关吗？【提示】无关，在同一位置，任何物体的重力加速度都相同．[后判断]1．重力加速度的大小总等于9.8 m/s2.(×)2．月球上的重力加速度也是9.8 m/s2.(×)3．在地球上不同地方的重力加速度大小略有不同．()伽利略对自由落体运动的研究[1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．2．猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.(3)斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而得到了落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广．[再思考]在研究自由落体运动时，伽利略进行了猜想，亚里士多德进行了猜测，两种研究方法有何不同？【提示】伽利略的科学猜想是根据所观察、发现的事实，把客观事实与原有的知识结合起来，科学猜想不能直接当做结论使用，只有经过实验验证，才能作为结论使用．[后判断]1．亚里士多德的观点是：重物、轻物下落得一样快．(×)2．伽利略通过实验证明了，只要斜面的倾角一定，小球自由滚下的加速度是相同的．(√)3．伽利略科学思想方法的核心是做实验．(×)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一自由落体运动及其加速度(深化理解)第1步探究——分层设问，破解疑难1．自由下落的运动就是自由落体运动吗？【提示】不是．自由落体运动是理想化的运动，它必须是从静止开始，且除了重力外没有其他作用力的运动．2．如何判断一种运动是否为自由落体运动？【提示】一是根据自由落体运动的两个条件来判断；二是若物体在空气中自由下落，当与它的重力相比空气阻力可以忽略时，物体的运动可视为自由落体运动．第2步结论——自我总结，素能培养1．物体做自由落体运动的两个条件：(1)运动条件：初速度为零；(2)受力条件：除重力之外不受其他力的作用．2．自由落体运动是一种理想化模型：(1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动．(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。
《伽利略对落体运动的研究》教案
学案1 伽利略对落体运动的研究[学习目标定位] 1.学习伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的过程.2.知道物体做自由落体运动的条件，知道重力加速度的大小和方向.3.会探究自由落体运动的规律，会测定自由落体运动的加速度.4.能够运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题．知识储备区一、伽利略对落体运动的研究1．亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落得快．2．伽利略对落体运动的研究(1)伽利略的逻辑结果：重物与轻物下落得一样快．(2)伽利略的猜想：下落物体的速度随着时间均匀增加，即v∝t.(3)伽利略的数学推理结果：从静止开始做匀加速直线运动的物体通过的位移一定与运动时间的平方成正比，即s∝t2.(4)伽利略的理想斜面实验：因为物体实际下落太快，伽利略设计了“冲淡重力”的斜面实验，这样就减缓了物体下落速度．如图1所示，让小球从斜面上不同位置滚下，观测到小球多次从不同起点滚下的位移和所用时间的平方的比值st2总是保持不变，即有s1t21＝s2t22＝s3t23＝…＝常数．图1如果不断加大斜面的倾角，小球对于每一个特定的倾角的斜面，上述比例关系仍然成立，只是常数随斜面倾角的增大而增大．伽利略合理外推至倾角为90°，即物体自由下落时，其比值也保持不变，即s∝t2.(5)伽利略的结论：物体在做自由落体运动时，其速度随时间均匀增加，即v∝t.3．伽利略的科学方法(1)伽利略对落体运动的研究思路问题―→猜想―→数学推理―→实验验证―→合理外推―→得出结论(2)科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理结合起来．二、自由落体运动的规律1．自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．2．自由落体运动的加速度：自由落体的加速度也叫重力加速度，用g表示，它的大小约为9.8 m/s 2，方向竖直向下．3．自由落体运动的规律 (1)速度公式：v t ＝gt (2)位移公式：h ＝12gt 2 (3)速度与位移的关系v 2t ＝2gh学习探究区一、自由落体运动 [问题设计]1．在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，情况会怎样？答案 石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地．2．钱毛管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片……玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落．看到什么现象？说明什么问题？答案 下落快慢相同．在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关．[要点提炼]1．物体做自由落体运动的条件：(1)只受重力；(2)初速度v 0＝0.2．在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动．3．自由落体运动的实质：自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例．二、自由落体速度 [问题设计]伽利略的实验告诉我们，自由落体运动是匀加速直线运动，若已知自由落体的加速度为g ，你能推导做自由落体运动的物体在任意时刻速度的表达式吗？答案 根据加速度的定义式，a ＝v t －v 0t 得v t ＝v 0＋at ，由于自由落体运动的初速度为0，加速度为g ，所以有v t ＝gt .[要点提炼]1．自由落体运动的速度公式v t ＝gt .2．自由落体运动的v －t 图像是一条过原点的倾斜直线，如图2所示，其斜率表示重力加速度．图2三、自由落体的位移 [问题设计]1．匀速直线运动的位移与速度图像和坐标轴所包围的面积有什么关系？ 答案 相等．2．自由落体运动v －t 图线下方三角形的面积与物体在时间t 内的位移有什么关系？运用了哪些思想方法？答案 相等．思想方法：(1)t 分割成许多很小的时间间隔Δt ——微元；(2)Δt 内是简单的匀速直线运动——简化；(3)所有Δt 内的位移之和即总位移——求和；(4)当时间间隔无限减小(Δt →0)时，平行于t 轴的折线就趋近于物体的速度图线，则速度图线与t 轴包围的面积为自由落体运动的位移——极限．3．用“面积法”求出自由落体运动在t 时间内的位移． 答案 h ＝12v t t ＝12gt 2. [要点提炼]1．自由落体运动在t 时间内的位移公式h ＝12gt 2.2．v －t 图像与t 轴所包围的面积对应着物体在t 时间内的位移．这个结论不仅适用于匀速运动、自由落体运动，也适用于任何形式的运动．[延伸思考]根据自由落体运动的速度公式v t ＝gt 和位移公式h ＝12gt 2，消去时间t ，得出什么关系？答案 根据v t ＝gt 得：t ＝v tg ，代入h ＝12gt 2得：h ＝12g (v t g )2＝v 2t 2g 即v 2t ＝2gh .四、实验探究：测定重力加速度的大小[问题设计] 利用如图3所示的实验装置测定重力加速度．用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，并使重物停在靠近打点计时器处．先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点．如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？图3答案 可用下列两种方法求出重力加速度：(1)由v n ＝s n ＋s n ＋12T 求出各点的瞬时速度(比如v 2＝s 2＋s 32T )，作出v －t 图像，v －t 图像是一条过原点的倾斜直线，斜率表示加速度．(2)由g ＝v n －v n －1T 计算出多个g 值然后求平均得重力加速度的大小．[要点提炼]1．测定重力加速度的方法 (1)利用打点计时器．图4(2)利用频闪照相法．频闪照相可以每隔相等的时间拍摄一次．利用频闪照相可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图4为一小球做自由落体运动的频闪照片)．根据v n ＝s n ＋s n ＋12T 求出各点的瞬时速度，作出v －t 图像，图线的斜率表示加速度，由g ＝v t －v 0t ，也可以求出重力加速度．2．重力加速度(1)大小：在同一地点，重力加速度都相同；地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大．一般计算中，常取g ＝9.8 m/s 2或g ＝10 m/s 2.(2)方向：竖直向下．典例精析一、对自由落体运动及重力加速度的理解例1 关于自由落体运动和重力加速度，下列说法正确的是( ) A ．重力加速度g 是标量，只有大小，没有方向，通常g 取9.8 m/s 2B ．在地面上的不同地方，g 的大小不同，但相差不是很大C ．地球上的同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同D ．自由落体运动的初速度为零解析 重力加速度g 是矢量，方向竖直向下，在一般计算中g 取9.8 m/s 2，A 错误；在地球表面同一地点，重力加速度相同，C 正确；在地面上的不同地点重力加速度一般不同，但相差不大，B 正确；初速度为零是自由落体运动的一个条件，D 正确．答案 BCD二、自由落体运动的规律例2 从离地面500 m 的空中自由落下一个小球，取g ＝10 m/s 2，求小球： (1)落到地面所用的时间；(2)自开始下落计时，在第1 s 内的位移、最后1 s 内的位移．解析 由h ＝500 m 和重力加速度，根据位移公式可直接算出落地所用时间，根据运动时间，可算出第1 s 内的位移．最后1 s 内的位移是下落总位移和前(n －1) s 下落位移之差．(1)由h ＝12gt 2，得落地所用时间：t ＝2hg ＝2×50010 s ＝10 s(2)第1 s 内的位移：h 1＝12gt 21＝12×10×12m ＝5 m 因为从开始运动起前9 s 内的位移为 h 9＝12gt 29＝12×10×92m ＝405 m所以最后1 s 内的位移为Δh ＝h －h 9＝500 m －405 m ＝95 m. 答案 (1)10 s (2)5 m 95 m针对训练 一观察者发现，每隔一定时间就有一个水滴自8 m 高处的屋檐落下，而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地面的高度是(g 取10 m/s 2)( )A ．2 mB ．2.5 mC ．2.9 mD ．3.5 m 答案 D解析 设两滴水之间的时间间隔为Δt ，则由h ＝12gt 2得8＝12g (4Δt )2①设第二滴水下落的高度为h 1，则h 1＝12g (3Δt )2.②解①②可得h 1＝4.5 m ，所以第二滴水离地面的高度是3.5 m. 三、重力加速度的测量例3 如图5所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．图5(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．A ．直流电源、天平及砝码B ．直流电源、毫米刻度尺C ．交流电源、天平及砝码D ．交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图像的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v －t 图像外，还可作__________图像，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．解析 (1)本实验不需要测量重物的质量，直接通过处理纸带，利用匀变速直线运动的规律即可求得重力加速度．故缺少低压交流电源和毫米刻度尺，因此选项D 正确．(2)由匀变速直线运动的规律v 2＝2gh ，可得v 22＝gh ，所以还可作v 22－h 图像．若纵轴表示v 22，横轴表示h ，则图像的斜率为重力加速度．答案 见解析课堂要点小结自由落体运动⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧伽利略对落体运动的研究自由落体运动的条件⎩⎪⎨⎪⎧ v 0＝0只受重力重力加速度⎩⎪⎨⎪⎧ 大小：9.8 m/s 2或取10 m/s 2方向：竖直向下自由落体运动的规律⎩⎪⎨⎪⎧v t＝gth ＝12gt2v 2t＝2gh自我检测区1．(伽利略对自由落体运动的研究)关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是( )A ．运用“归谬法”否定了亚里士多德的“重的物体下落快、轻的物体下落慢”的论断B ．提出“自由落体”是一种最简单的直线运动——匀速直线运动C ．通过斜面上物体的匀加速运动外推出：斜面倾角为90°时，物体做自由落体运动，且加速度的大小跟物体的质量无关D ．总体的思维过程是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 答案 ACD解析 根据伽利略对自由落体运动的研究过程可得选项A 、C 、D 正确；伽利略提出“自由落体”是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动，选项B 错误．2．(自由落体运动和重力加速度)关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A ．自由落体运动是一种匀速直线运动 B ．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C ．物体的质量越大，下落时加速度就越大D ．当地重力加速度为9.8 m/s 2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s答案 D解析 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动，故A 错误．物体刚下落时，初速度为零，加速度为重力加速度g ，故B 错误．自由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大小，下落时加速度都是g ，故C 错误．加速度等于单位时间内速度的变化量，当地重力加速度为9.8 m/s 2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s 2，故D 正确．3．(自由落体运动的规律)一物体从H 高处自由下落，经时间t 落地，则当它下落t2时，离地的高度为( )A.H2 B.H4 C.3H4 D.3H 2答案 C解析 根据h ＝12gt 2，下落高度与时间的平方成正比，所以下落t 2时，下落高度为H 4，离地高度为3H4.4．(重力加速度的测量)登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由下落的小球拍照所拍的频闪照片如图6所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则月球表面的重力加速度为________ m/s 2(保留两位有效数字)．图6答案 1.6解析 小球每两个相邻位置的时间差 T ＝120 s ＝0.05 s由v n ＝s n ＋s n ＋12T 可得：v B ＝h AC 2T ＝1.60×10－22×0.05 m/s＝0.16 m/s.v E ＝h DF2T ＝－－22×0.05m/s ＝0.4 m/s.所以g ＝v E －v B 3T ＝0.4－0.163×0.05 m/s 2＝1.6 m/s 2.。
2.1伽利略对落体运动的研究学案
2.1 伽利略对落体运动的研究编号：②】知识与技能：了解物理学史；知道伽利略对自由落体运动的研究方法。
过程与方法：学习伽利略的科学方法；培养学生自己查找资料学习物理学史。
情感态度与价值观：学习科学家们对知识敢于质疑的勇气；学习科学家们科学研究的执著精神；通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣；通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。
【学习重点与难点】伽利略对落体问题的逻辑推理；伽利略的验证性实验的设计；伽利略的理想外推。
自主学习：实验：用手拿一个小石头和一张纸片，同高度放开后，观察哪个先落地。
亚里士多德的结论：。
伽利略佯谬（学生阅读课文）实验：拿两个相同纸片，一个揉成纸团，同高度放开，观察哪个先落地。
影响物体下落快慢的因素是。
自主探究：伽利略的探究之路1、大胆猜想：下落物体的速度是随着时间的，即v∝t。
2、解决问题（1）当时不能测量速度，伽利略利用数学方法推出：从静止开始做匀加速运动的物体，通过的位移一定与运动时间的平方成，即s∝t2 。
（2）为了减缓物体的下落速度，伽利略设计了实验，（阅读内容，学生分小组回答）。
（3）伽利略利用的方法推理当倾角等于90。
时，s∝t2也成立。
（4）对于“为什么日常生活中常会见到，较重的物体下落得比较快”这一问题，伽利略认为这是因为；提出“如果完全排除空气阻力，所有物体将下落得同样快，这时落体运动就真正成为自由落体运动了”。
小结：伽利略的研究思路如下：1、科学研究过程的基本要素：①；②；③；④；⑤。
2、伽利略思想方法的核心是把和和谐地结合起来。
自主检测：1．1591年，伽利略和他的两个学生带着两个不同质量的铅球（一个是另一个重量的10倍）登上了高为54.5米的比萨斜塔的顶部，如图2—1所示，自由释放这两个小球，结果两个球在同一瞬间砸向地面，伽利略这个实验意在说明：轻、重物体下落的_________一样（填“速度”或“加速度”）。
2.6 伽利略对自由落体运动的研究 导学案
2.6 伽利略对自由落体运动的研究 导学案班级： 组名： 姓名：【学习目标】1．了解伽利略对自由落体运动的研究过程，领悟他的研究方法，培养热爱科学、勇于探索的情操。
2．应用自由落体运动规律解决具体问题。
【重点难点】领悟伽利略的研究方法，应用自由落体运动规律解决具体问题【学法指导】科学研究过程的基本要素【知识链接】自由落体运动规律：=v =x =2v【学习过程】知识点一、绵延两千年的错误与逻辑的力量问题1：阅读P 8教材注解和P 45教材，了解亚里士多德的主要成就和关于物体下落的观点。
他认为，物体下落的快慢是由 决定的。
这一论断符合人们的常识被人们接受。
问题2：伽利略的逻辑推理：从“ ”的前提推断出了相互矛盾的结论，提出了一种新的观点：重物与轻物下落 。
物体下落的快慢不同是因为___________的影响不同。
训练1：1971年7月26号发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤如图1所示，出现的现象是（月球上是真空的）（ ）A ．羽毛先落地，铁锤后落地B ．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地C ．铁锤先落地，羽毛后落地D ．因为在月球上，无法确定谁先落地知识点二、科学猜想与假设问题3：伽利略从 这个信念出发，猜想落体运动一定是最简单的变速运动，速度应该是 变化的，并进一步猜想是v 与t 成正比，即t v ∝。
问题4：请你根据伽利略的猜想，结合前面几节的学习，通过数学运算推理出：t v ∝，即2t x ∝。
知识点三、实验验证问题5：让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚下的______________和 ，检验2t x ∝。
斜面倾角一定时，小球做 运动；改变小球的质量，只要倾角一定，小球的加速度都是 ；增大斜面的倾角，小球加速度 ；将斜面倾角外推到︒=90θ时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做 ，而且所有物体下落的加速度是一样的。
2.6 伽利略对自由落体运动的研究(学案)
课题：2.6 伽利略对自由落体运动的研究课型：新课姓名：班级：【学习目标】1．通过历史回顾,初步了解近代实验科学产生的背景2．认识实验对物理学发展的推动作用。
【自主学习】纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻物下落得快”。
这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。
亚里士多德的论断流传了近2 000年，直到16世纪，在意大利的比萨斜塔上，伽利略做了著名的两个球同时落地的实验.两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样的清脆美妙，又是那样的发聋振聩！它动摇了人们头脑中的旧观念，开创了实验和学推理之先河，将近代物理学以至近代学推上了历史的舞台.要点一、伽利略对自由落体运动的研究1．研究方法(1)运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断．(2)提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动的假说．学 ](3)由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2.②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运动．③不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，x/t2的值不变，说明它们运动的情况相同．④不断增大斜面倾角，得出x/t2的值随之增大，说明小球做匀变速直线运动的加速度随倾角的增大而增大．⑤将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速直线运动的性质．2．学意义：伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的学方法——抽象思维、数学推导和学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类学认识的发展，近代学研究的大门从此打开，并且对我们学素质的培养仍有重要的现实意义.1.伽利略推翻亚里士多德的观点，采用的是什么推理方法？你以前是否用到该法？2.在没有空气阻力的情况下，轻重不同物体的下落快慢会怎样呢？3.关于自由落体运动，伽利略作了怎样的猜想？4.为了证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，伽利略遇到了什么困难？如何解决的？【考点突破】【例1】下列说法正确的是( )A.伽利略认为物体越重，下落得越快B.亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关C.牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同D.石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力【例2】在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍具有重要意义．请你判断伽利略探究物体下落规律的过程是( )A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论【考点巩固】1.下列哪一位科学家首先创造了一套把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来的科学方法，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法( )2.关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是( )A.伽利略认为，在同一地点，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并用实验测出不同时刻的速度，验证了他的猜想C.伽利略通过猜想，数学推演、做铜球沿斜面运动的实验，并将实验结果合理外推、最终得到自由落体运动的速度与时间是成正比的D.伽利略设想，斜面倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动3.（多选）踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。
伽利略对自由落体运动的研究学案
第二章 匀变速直线运动的研究 第6节 伽利略对自由落体运动的研究班次 小组 姓名1、了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。
2、了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。
3、通过学习伽利略对自由落体运动的研究，促使自己养成热爱科学、勇于探索、坚持真理的高尚情操。
伽利略对自由落体运动的研究方法伽利略的科学思想跟阅读课本46页“绵延两千年的错误”和“逻辑的力量”， 了解历史上研究自由落体运动所经历的两个阶段及先后形成的两种观点。
一、对自由落体运动的两种观点 1、亚里士多德的错误观点：。
2、伽利略的观点： 。
说一说：伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？阅读课本“猜想与假说”和“实验验证”， 了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。
二、伽利略对自由落体运动的研究1、建立了一些描述运动的概念： 、 、 。
2、提出猜想和假设：落体运动是一种速度 变化的变速运动。
有两种可能：①速度的变化对 来说是均匀的，即t v ∝；②速度的变化对 来说是均匀的，即x v ∝。
3、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 与 的关系。
如果物体做初速度为0且速度随时间均匀变化的运动（即t v ∝），它通过的位移就与时间的二次方成正比（即2t x ∝）。
只要测出物体通过不同位移x 与所用的时间t 满足二次方的关系：2t x ∝，也就验证了这个物体的速度是随时间均匀变化的，即t v ∝。
困难之二：没有准确的计时工具解决方案：设计了 的斜面实验 让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。
（2）“冲淡重力”实验结论①用不同质量的小球， 从不同的高度开始滚下， 只要斜面的倾角一定， 小球的加速度都是 的，即：小球沿斜面滚下的运动的确是 直线运动。
②不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得知小球的加速度随斜面倾角的增大而 ，但仍然是 直线运动。
(伽利略对自由落体运动的研究)的教案.doc
(伽利略对自由落体运动的研究)的教案《伽利略对自由落体运动研究》教案武安十中籍莉贤一、教材分析：1、教材内容（1）亚里士多德和伽利略对力和运动主要观点和研究方法（2）伽利略通过研究自由落体运动，创立了科学研究方法2、教材地位和作用：从过去阅读材料，到现在作为独立一节，看出新教材对过程与方法，情感态度与价值观等教育目标重视，切不可以过去轻过程重结论思想来对待本节课教学。
3、教材特点本节课突出特点是重视科学研究过程和方法，例如用反证法使亚里士多德观点自相矛盾，用猜想与假说，数学推理，实验验证，合理外推科学方法研究自由落体运动规律.4、教学目标（1）知识与技能：通过历史知识，初步了解近代实验科学产生背景，认识实验对物理学发展推动作用。
（2）过程与方法：了解伽利略实验研究过程，认识伽利略有关实验科学思想和方法。
（3）情感态度与价值观：从科学研究过程中体验探索自然规律艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新科学精神和实事求是科学态度。
5、教材重点和难点：重点：伽利略研究自由落体运动规律实验和方法难点：验证速度与时间成正比二、教法分析：采用自学点拨与合作探究相结合教学方法，充分落实学生主体地位，调动学生积极性。
三、教学过程：（一）引入新课，利用大屏幕给出自学提纲（15分钟）问题主要包括：1、物体下落快慢由什么因素决定。
2、伽利略对自由落体运动探究过程。
3、科学研究过程基本要素。
通过提出问题，让学生沿着伽利略研究思路，推翻亚里士多德错误观点，得出自由落体运动规律，体会着伽利略科学研究困难和非凡研究思想。
（二）师生共同探究（10分钟）在学生完成以上自学问题基础上，进一步提出几个问题，让学生思考与讨论：1、伽利略推翻亚里士多德观点，采用是什么推理方法？从而引出一种常见推理方法——反证法。
2、伽利略巧妙利用了数学推理和“冲淡重力”斜面实验，转换角度间接证明他假设，这种方法非常重要，他打破了传统以思辩性论战来决定是非古板方法，具有划时代意义，他研究思想对我们今后学习和研究会有很大帮助。
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导学案
2.1伽利略对落体运动的研究
编写人：张艳利时间:2010、11、27
班级姓名
一、教学目标
1．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。
2．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
3．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。
二、教学重点、难点
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。
教学策略：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“问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论”的科学探索方式。
新课教学：
一、小实验对落体运动的定性研究
1、用手拿一个小石块和一张纸片，以同样高处由静止开始下落。
观察哪个先落地。
结果是：
早在2000多年前，亚里士多德就根据这样的生活现象得出，“重的物体比轻的物体下落的快”
的结论。
2、用同样大小的两张纸，一张折成小方块，一张展开，从同样高处由静止开始下落，观察哪个先落地，结果是：
思考为什么同样轻重的两张纸下落快慢不同呢？
3、用小石块和纸块继续上面的实验，结果是怎样呢？思考为什么会出现这样的现象？以上的实验说明轻重不同的物体下落快慢不同是影响造成的。
如果在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体下落快慢一样吗？
4、观察实验(教师演示)
5、伽利略是通过怎样的逻辑推理否定了亚里士多德的论断
二、伽利略的探究之路
伽利略用逻辑的方法否定了亚里士多德的说法后，就转向用实验研究落体运动的性质。
1、大胆的猜想：
即
伽利略想用实验验证这个猜想；但在当时条件下遇到了很多困难。
2、困难之一：
解决办法：
困难之二：
解决办法：
伽利略的“冲淡重力”实验：
让小球从滚下，小球下滑的时间比直接下落，这样就比较容易测量时间，用测时间。
对表格里边的数字如何理解：
通过计算2
t s ，得出什么结论： 随着斜面倾角的增大，
2t s 的数值 困难之三： 如何解决：
通过三个问题的解决，伽利略得到了落体运动的规律：
总结伽利略的研究思路：
其他科学家对于伽利略的这种研究方法有什么评价： 你有什么感受 思考亚里士多德给出错
误判断的根本原因：
三、超越伽利略
1、看2—8图，解释频闪照相法： .
2、填表
结论：。
四、查阅伽利略和亚里士多德的生平简介
五、思考课后练习题
六、课后反思。