必修一2.6伽利略对自由落体运动的研究
课前预习学案
一、预习目标
了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的特色,理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
二、预习内容
对于落体运动,自古以来许多人都研究过。本节课介绍落体运动的研究历史,主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法。要通过自主学习,独立的思考、归纳和总结,提出自己的看法与体会。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
通过重现重大发现的历史过程,亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验,学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。
二、学习过程
(一)、绵延两千年的错误
亚里士多德的观点:物体越重,下落越快.
交流与讨论:为什么会有错误的认识呢?
(二)、逻辑的力量
伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?
(三)、猜想与假说
(四)、实验验证
阅读:伽利略斜面实验的情况
讨论与交流:感受伽利略的探究过程,体会其科学方法
设计实验:研究初速度为零的匀加速直线运动的位移和时间的关系,并设计表格记录实验数据.
(五)、伽利略的科学方法
三、反思总结
伽利略的科学方法。
①问题的提出。
②提出假设,逻辑推理。
③利用数学和逻辑进行推理,然后实验验证。
④对假说进行修正和推广。
四.当堂检测
1.某物体从某一较高处自由下落,第1s内的位移是_______m,第2s末的速度是______m/s,前3s内的平均速度是_________m/s(g取10m/s2)。5,20,15
2.小球做自由落体运动,它在前ns内通过的位移与前(n+1)s内通过的位移之比是_____________。n2/(n+1)2
3.一物体从高处A点自由下落,经B点到达C点,已知B点的速度是C点速度的3/4,BC间距离是7m,则AC间距离是__________m(g取10m/s2)。16
4.一物体从高H处自由下落,当其下落x时,物体的速度恰好是着地时速度的一半,由它下落的位移x=__________H/4
5.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是(B)
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大
C.g值在地球上任何地方都一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
6.一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为(C)
A.铁钉比棉花团重
B.铁钉比棉花团密度大
C.棉花团的加速度比重力加速度小得多
D.铁钉的重力加速度比棉花团的大
7.甲物体的重力是乙物体重力的3倍,它们从同一高度处同时自由下落,由下列说法正确的是(C)
A.甲比乙先着地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地
D.无法确定谁先着地
8.自由下落的物体,自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是(D)
A.1/2B.1/3C.1/4D.(+1):1
9.自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的(B)
10.一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间?(取g=10m/s2)20m/s,2s
课后练习与提高
1.气球以4m/s的速度匀速竖直上升,它上升到217m高处时,一重物由气球里掉落,则重物要经过多长时间才能落到地面?到达地面时的速度是多少?(不计空气阻力,g=10m/s2)。7.0s,66m/s
2.如图2-4-5所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少?(不计空气阻力,g=10m/s2).2.75m
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容,帮助教师提前熟悉所教学的内容。关于好的教案要怎么样去写呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《5、伽利略对自由落体运动的研究》,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
5、伽利略对自由落体运动的研究
一、知识与技能
了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的特色,理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
二、过程与方法
通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程,体会其推理方法的奥妙,同时了解猜想的必要性,感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性,了解体会一些科学的方法。
三、情感、态度与价值观
通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观,避免盲目和急功近利思想,提高自己的认识观。
★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-思考-推理-猜想-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
教师启发、引导,学生阅读教材,讨论、交流。
★教学过程
一、引入新课
我们已经学习了自由落体运动,知道了物体下落的快慢与物体的质量无关。这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。这节课我们就来学习有关的史实知识,了解科学家是怎样研究落体运动的。
二、进行新课
1、历史的错误:关于下落物体快慢
课件展示:《亚氏观点》
教师活动:引导学生阅读教材第一段,提出问题:为什么会有错误的认识呢?
学生活动:思考问题,交流体会。得出错误认识的根源:不注意探索事物的本质,思考不求甚解。
2、伽利略的逻辑推理
教师活动:引导学生阅读教材第三、四段,提出问题:伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?
学生活动:带着问题阅读教材,阐述自己的观点。
点评:培养学生语言表达能力,培养学生逻辑推理能力。
课件展示:《逻辑的力量》
3、猜想与假说
教师活动:引导学生阅读教材“猜想与假说”部分,提出问题:伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难?面对这些困难,伽利略是怎样做的?他作出了大胆的科学猜想,猜想的内容是什么?
学生活动:带着问题阅读教材,阐述自己的观点。
点评:培养学生语言表达能力,培养学生分析概括能力。
科学的猜想,或者叫假说,这是对事物认识的模型,是对事物认识的基础,是建立概念描述规律的前提。
4、实验验证
教师活动:(陈述)实验验证是检验理论正确与否的唯一标准。任何结论和猜想都必须经过实验验证,否则不成理论。猜想或假说只有通过验证才会成为理论。所谓实验验证就是任何人,在理论条件下去操作都能到得实验结果,它具有任意性,但不是无条件的,实验是在一定条件下的验证,而与实际有区别。
引导学生阅读教材“实验验证”部分,提出问题:伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难,他又是怎样克服的?为什么说,伽利略把他的结论外推到90°需要很大勇气?
学生活动:带着问题阅读教材,阐述自己的观点。
点评:培养学生语言表达能力,培养学生分析概括能力。
5、科学的方法
教师活动:物理学的研究很注重方法,物理学习也要注意方法,所谓科学方法包括以下几点:
对现象一般观察一提出猜想-运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)-推广应用。
学生活动:阅读教材“STS”《从伽利略的一生看科学与社会》短文,对自己进行科学人生观教育。
三、课堂总结、点评
通过这节课的学习,我们从伽利略对落体的研究上,学习他的观察思考等科学方法,为我们下一步(以后)的探究打下基础,不能盲目,也不能怕困难,要用科学的方法指导我们。
四、实例探究
☆竖直上抛运动的实例分析
【例题】某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处时,所经历的时间为多少?
(不计空气阻力,取g=10m/s2)
分析:石块运动到离抛出点15m处时,石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方?如果是在抛出点上方的话,是处于上升阶段还是处于下降阶段?
从题意来看,石块抛出后能够上升的最大高度为m15m。
这样石块运动到离抛出点15m处的位置必定有两个,如图所示,因而所经历的时间必为三个。
分段法:
石块上升到最高点所用的时间为:
s
2s前石块第一次通过“离抛出点15m处”;2s时石块到达最高点,速度变为零,随后石块开始做自由落体运动,会第二次经过“离抛出点15m处”;当石块落到抛出点下方时,会第三次经过“离抛出点15m处”。这样此题应有三解。
当石块在抛出点上方距抛出点15m处时取向上为正方向,则位移x=+15m,a=-g=-10m/s2,代入公式
得:
解得t1=1s;t2=3s
t1=1s对应着石块上升时到达“离抛出点15m处”时所用的时间,而t2=3s则对应着从最高点往回落时第二次经过“离抛出点15m处”时所用的时间。
由于石块上升的最大高度H=20m,所以,石块落到抛出点下方“离抛出点15m处”时,自由下落的总高度为HOB=20m+15m=35m,下落此段距离所用的时间
s
石块从抛出到第三次经过“离抛出点15m处”时所用的时间为:t3=2s+s=(2+)s
★课余作业
复习全章内容,准备章节测验。
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编帮大家编辑的《伽利略对自由落体运动的研究教案》,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
年级
组别审阅审阅
主备人使用人授课时间
课题人教版物理必修一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课型新授课
课标
要求高考要求:1级要求对所列知识要了解其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用
小高考要求:1级要求对所列知识要了解其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用
教
学
目
标知识与能力1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法;
2.能够合理设计实验,并将实验数据用图线法处理。
过程与方法1、经历伽利略对自由落体运动的研究方法,感悟科学探究的方法;
2、分组进行科学探究活动,完成实验操作
3、培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。
情感、态度与价值观1、激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战,善于观察思考,知难而进的优秀品质;
2、培养学生耐心细致的意志品质,创新思想和互相协作的精神。
教学
重点通过重现重大发现的历史过程,让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验,学习其科学思维方法和巧妙的实验构思
教学
难点1)当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时,如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证;
2)引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。
教学
方法讲授法、讨论法
教学程序设计
教
学
过
程
及
方
法环节一明标自学
过程设计二次备课
“明标自学”:
(1)新课导入
落体运动随处可见:从空中释放的小球会落向地面上,熟透的苹果要掉到地上,雨滴从天空中掉落下来等等,我们里会看到,不同的物体下落的快慢不一样。早在2000多年前,古希腊的哲学家亚里士多德就已经认识到这一现象,并认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
你知道事实的是怎样的吗?
(2)自学内容
1.绵延两千年的错误观点是什么?
2.伽利略对自由落体运动的研究过程是什么样的?
3、伽利略的科学方法是什么?
教
学
过
程
及
方
法环节二合作释疑环节三点拨拓展
过程设计二次备课
“合作释疑”
一、伽利略对自由落体运动的研究思路的概括
提出问题落体运动的性质是什么
猜想V与t成正比
数学推理X与t2成正比
实验验证斜面实验
合理外推x/t2的数值随倾角的增大而增大,当倾角等于900时,转化为自由落体运动
得出结论自由落体运动是一种速度均匀增加的运动
二、如何领会伽利略对自由落体运动的研究思想和方法
伽利略提出自由落体运动时一种最简单的变速运动----匀变速运动。而在当时实验条件下测量较短的时间有困难,伽利略就采取了间接验证地方法:
1.运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速运动应有V与t成正比
2、(1)运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合X与t2成正比是匀变速运动
(2)不同质量小球沿同一倾角的斜面运动的x/t2值不变,说明它们的运动情况相同
(3)不断增大斜面倾角,x/t2的值随之增大,说明小球做匀变速运动的加速度随倾角的增大而增大
(4)伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到900的情况-----小球自由下落,认为小球仍会保持匀变速运动的性质
“点拨拓展”
伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示
1、要善于观察、勤于思考、勇于发现问题和提出问题,发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义。如果没有发现问题、不能提出问题,科学探究便无从谈起,因此,发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。
2、要合理地进行猜想和假设,所提出的猜想不一定是最终的科学结论,但对问题成因的猜想扔需要有一定的依据:一是已有的科学结论,二是科学事实。
推论和假设的结论必须是可检验的,检验的结果又两种可能:一是支持假设,即证实;二是否定假设,即伪证。一个无法检验的陈述时没有探究价值的,因而也就不是一个科学假设。
3、科学的制定实验计划
要根据确定的探究课题,设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序和过程(包括观察、实验、信息和数据的收集和处理)、通过怎样的分析整理得出探究的结论,以及怎样对探究过程进行评估和反思等。
教
学
过
程
及
方
法环节四当堂检测二次备课
“当堂检测”
1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动.并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来
从而有力地推进了人类科学的发展()
A.亚里士多穗B.伽利略C.牛顿D.爱因斯坦
2.红孩同学摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面,苹果:先着地,下面说法中正确的是()
A.苹果和树叶做的都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
C.苹果的运动可看成自由落体运动,树叶的运动不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶会同时落地
3.甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球,结果甲同学看到两球不是同时落地的.他分析了两球未能同时落地的原因.你认为他的下列分析哪些是正确的()
A.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力小
B.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力大
C.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是实心球,重力远大于阻力
D.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是空心球,阻力与重力比.差别较小
4、两物体都做匀加速直线运动,在给定的时间间隔内()
A.加速度大的,其位移也一定大
B.初速度大的,其位移一定也大
C.末速度大的,其位移一定也大
D.平均速度大的,其位移一定也大
5、在匀变速直线运动的位移公式和速度公式中除时间t外,共有四个矢量,若取初速度方向为正,那么()
A.匀加速直线运动中a为正值
B.匀加速直线运动中a为负值
C.匀减速直线运动中a为负值
D.匀加速和匀减速直线运动中a均为正值
6、物体做匀变速直线运动,下列说法正确的是()
A.第1s内的速度变化量小于第2s内的速度变化量
B.第1s内的位移可能小于第2s内的位移
C.第1s内的速度变化量等于第2s内的速度变化量
相邻两相等时间间隔通过的位移之差为恒量
课
堂
小
结概括伽利略对落体运动的研究思路:
提出问题----合理猜想----数学推理----实验验证----合理外推-----得出结论
课后
作业训练和测评的第11页
板
书
设
计概括伽利略对落体运动的研究思路:
提出问题----合理猜想----数学推理----实验验证----合理外推-----得出结论
课
堂
反
思
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助授课经验少的高中教师教学。优秀有创意的高中教案要怎样写呢?小编经过搜集和处理,为您提供伽利略对自由落体运动的研究学案及课件,希望对您的工作和生活有所帮助。
物理必修1(人教版)
第六课时伽利略对自由落体运动的研究
水平测试
1.让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落,它们的重力均远大于各自受到的阻力,则()
A.下落的全过程,它们的平均速度相等
B.若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,则比木块单独下落时快
C.若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,则比石块单独下落时快
D.下落过程中,石块始终在木块的下方
答案:A
2.宇航员在月球上做了一个落体实验:在同一高度同时释放羽毛和铁锤,如右图所示,出现的现象是(月球上是真空)()
A.羽毛先落地,铁锤后落地
B.铁锤先落地,羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
答案:D
3.伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点,从而提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动,速度应该是均匀变化的”观点.这种方法在科学研究中叫()
A.数学推演B.实验验证
C.猜想与假设D.逻辑推理
答案:C
4.伽利略以前的学者认为,物体越重,下落越快.伽利略等一些物理学家否定了这种看法.在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为()
A.它们的质量不等
B.它们的密度不等
C.它们的材料不同
D.它们所受的空气阻力不等
答案:D
5.若在塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球,下列说法中正确的是()
①它们受到的空气阻力不等
②它们的加速度相等
③它们落地的速度不等
④它们下落的时间相等
A.①③B.②④
C.只有②D.只有③
答案:B
素能提高
6.在一演示实验中,一个小球在斜面上滚动,小球滚动的距离x和小球运动过程中经历的时间t之间的关系如下表所示.
t/s0.250.51.02.0…
x/cm5.02080320…
由表可以初步归纳出小球滚动的距离x和小球滚动的时间t的关系式为(k为常数)()
A.x=ktB.x=kt2
C.x=kt3D.无法判断
答案:B
7.(双选)伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如下图所示,可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是()
A.甲图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论
B.丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得到的结论
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验更明显
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验更明显
答案:AC
重物下落引发的几个有趣的问题
1.1969年美国实现登月,这是人类首次登月成功,在一次登月活动中,宇航员DavidR.Scott在月球上证实了榔头与羽毛下落一样快,月球的引力加速度为1.67m/s2.
2.1922年美国人厄阜等做了重物下落的细微实验,发现重力加速度随不同材料大约有1%的变化,1986年菲施巴赫等人认为物体和地球之间,除引力外还存在微小的排斥力,称为超负载力.美国马萨诸塞大学的约多诺古和贾斯坦认为量子场论的计算中,从物体的引力质量和惯性质量不同出发,导出不同物体下落不同的结论.引力加速度与质量和温度有关,我们目前只在10-12数量级以内承认引力质量和惯性质量相等,但在10-17数量级两者有差异,这个问题现在尚没有定论.
文章来源:http://m.jab88.com/j/39361.html
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