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创新模仿式教学案例——课题:研究自由落体运动的规律

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,减轻高中教师们在教学时的教学压力。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?下面是小编为大家整理的“创新模仿式教学案例——课题:研究自由落体运动的规律”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!

创新模仿式教学案例——课题:研究自由落体运动的规律
(高中物理必修教材第一册第二章第九节)

所谓创新模仿式教学,就是指在课堂上老师采取一种指导学生通过创新模仿方式尝试寻找、发现、学习物理概念和物理规律的教学方法。这种教学方法,不是以教师讲解为主,而是在学生事先做好准备的前提下,在教师指导下由学生自行讲解或讨论,以学生的活动为主。这个专题是一个尝试,教学中应根据实际情况,尽量让学生多动手动脑,运用所学的知识分析解决问题,由此学习和体会一些解决问题的科学方法。创新模仿式的学习方法,关键在于学生对学习材料(包括教材和资料)的感悟和创新,运用模拟、转换、理想化方法等思想,通过积极的知识迁移和启发联想来实现创造性学习,抓住学习的本质。
本文以研究自由落体运动的规律这一课题为例,试着对创新模仿式教学进行阐述。在组织创新模仿式教学时,建立在生活事实、演示实验和学科历史等三个基础的创新模仿活动贯穿于课堂教学始终,尤其表现在四个主要教学环节上。我们先来谈谈创新模仿教学活动的三个基础——
一、生活事实
生活给了我们有益的启示,物理规律正是由生活现象中来的,抽象出来的规律具有本质的普遍意义,它反复出现在许多物理现象中。中学物理教材的各章节的知识性内容几乎都采取了例证的方法,用具体、形象化的例子说明问题让学生感到真实。
既然物理概念和规律源于例子又回到例子上,学习时就要运用典型的例子帮助验证、学习和理解它们。我们可以从生活现象出发,融入学习内容,或者由学习内容联想生活。这样可以化陌生为熟悉,由熟悉推出未知,而且要学会举一反三。想不通的道理,看看生活现象,平时注意积累典型例子加深理解,提高全面认识的能力。
例一
创新模仿基础之生活事实:用绳子悬挂着的物体,如果绳子断了,物体会掉下来;树上的果实,成熟后会掉下来;手里捏着的粉笔,松开手后会掉下来。
问题导学:物体为什么会下落?
研究方法:观察与分析
分析:物体的下落运动是一种常见的运动,学生熟知,但很少有人去注意它。通过细心的观察,综合分析众多的实例。师生讨论归纳得出结论:物体之所以会下落,是由于受到了重力的作用。从观察生活现象事实到得出结论的过程就运用了创新模仿。
二、演示实验
物理学是一门实验科学。所以,课堂上指导学生自己动手做小实验很重要。在学习物理的过程中,一方面要善于应用学到的理论去解释日常生活中所见到的现象,另一方面要善于“动手”,通过实践去检验真理,双向联系,看一看感性认识是不是正确,在实践和应用中学习概念。课堂上,学生关注实验结果反映了什么样的物理规律,也可以从其中体会到了科学研究的乐趣。
例二
创新模仿基础之演示实验:取一截粉笔和一张小纸片(粉笔比纸片重),从同一高处同时释放。
问题导学:什么样的物体下落得更快?物体下落快慢是不是跟重力有关?什么原因导致它们先后落地?
分析:通过观察和体验,由演示实验可见:粉笔比纸下落快粉笔先落地。师生讨论:为什么呢?空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素。还可以思考得出:如果设法消除空气阻力,会怎样?当阻力很小,可以忽略时,物体下落是不是可视为自由落体运动?通过演示实验与物理教学的整合,用实验、观察、推理、极端外推、悖论等研究方法创新模仿,加深了学生对自由落体运动的感性认识,加深了他们对这类问题的理解。
三、学科历史
物理教学改革的目的之一,是对学主进行培养和训练科研人员应具有的素质和能力,要形成科学的思维方法。这就要求我们将物理教学和学科历史结合,具体地讲就是善于把学生推到若干年前让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上,什么环节中、什么情况下,用什么方法和思想作出了科学发明和发现的突破性步骤,从而把这些关键的步骤联系起来。
例三
创新模仿基础之学科历史:教材P70页阅读材料《伽利略对自由落体运动的研究》
问题导学:伽利略的研究方法是什么?
分析:这部分内容应以学生自学为主,老师适当引导。关于落体运动的规律,历史曾经出现过两种截然不同的观点。应该阐明:历史上,伽利略首先通过落体佯谬的思想进行实验,否定亚里斯多德的物体越重下落越快的结论;最后将斜面实验推广,得出结论。伽利略开创的研究方法是提出假设--数学推理--实验验证-合理外推。这种方法对科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍是重要科研方法之一。今天我们就是要踏着历史发展的脚印,研究一下落体运动究竟是什么运动,遵循什么规律,使教和学的思路去尽量接近科学家认识的思路。通过对学科历史的创新模仿,激发学生的学习兴趣,培养科学的思维方法,这也是物理教学实质性改革的途径和方向,是培养创造型人才的一个有效途径。
在组织创新模仿式教学时,应将基于上述三个基础的创新模仿活动贯穿于课堂教学始终,尤其表现在以下四个主要教学环节中——
一、新课导入
例四
目的:物体下落快慢的因素分析
创新模仿基础之演示实验:取大小不同的两张纸,将小纸片揉成一团,从同一高处同时释放。
问题导学:究竟是重的物体下落快还是轻的物体下落快呢?
分析:实验现象表明小纸团先落地,这说明轻的物体比重的物体下落快。通过简单的小实验使学生认识到:通常看到的下落有快有慢,是由于空气阻力的影响。自由落体运动在地球大气层里是一种理想运动,但掌握了这种理想运动的规律,也就为研究实际运动打下了基础。
问题导学:如果完全没有空气阻力的影响,或者空气阻力不太大,与重力相比较可以忽略时,实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动。同学们猜想一下,那时,轻、重物体谁下落得快呢?
创新模仿基础之演示实验:牛顿管实验
分析:用牛顿管演示不同物体在没有空气阻力的影响下的下落情况。强调管内空气已被抽得很稀薄,空气阻力的影响非常小。可见:如果没有空气阻力的影响,不同物体下落的快慢是一样的。这些实验现象可以使学生充分认识到空气阻力的存在掩盖了自由下落的物体的规律,需要排除空气阻力的影响才能发现自由下落物体的运动规律,很自然的引出了理想运动——自由落体运动,并为下面的研究做好铺垫。这种创新模仿建立概念的程序,对中学生来说是比较容易接受的。
二、知识讲解
例五
目的:科学方法教育
创新模仿基础之演示实验:取大小不同的两张纸,将小纸片揉成一团,从同一高处同时释放。
问题导学:实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动,这种理想运动忽略哪些次要因素?
分析:在科学研究中,我们常常采取忽略一些次要因素,从最简的问题入手的方法。纸片受到的空气阻力明显地比纸团受到的空气阻力大,所以纸片下落较慢。排除空气阻力的影响才能发现自由下落物体的运动规律,在落体运动中,先排除空气阻力,研究物体在没有空气阻力条件下的运动,这就是自由落体运动。
知识扩展:科学方法的教学是本节的一个重要教学内容。通过对理想化方法的创新模仿,学习分析和处理表面现象,发现其掩盖下的规律,再用规律解决实际问题的物理方法。引导学生通过讨论学习本节内容,教学中可将自由落体运动扩展到别的星球,还可引伸到竖直上抛,为学生活用知识奠定基础,还有利于激发学习的积极性和培养能力。
三、误区排解
同学们经常和物理现象打交道,在学习掌握其规律之前,已有许多感性认识,如果能够正确理解,那对学习物理将十分有利。遗憾的是,这些感性认识往往会掩盖住事物的内在实质,而给人以错觉。生活中有一些感觉不总是正确的,不能把生活中的经验,感觉当成规律来用。在学习物理概念时,要了解哪些日常观念是不科学的,通过多个例子去证明它是错误的,从而排除干扰,正确理解物理概念。要特别注意的是曾经犯过错误的典型例子,往往可以警示自己,碰到类似问题时不再或少犯同样的错误。
例六
目的:排除认识上的误区
创新模仿基础之生活事实:我们平时常见的现象是,重的物体下落快。
问题导学:我们是不是由日常经验得出这样的结论,重的物体比轻的物体下落快?
分析:学生由于受日常经验的影响,对物体的坠落普遍存在重快轻慢的错误认识。要消除学生的从生活中得来的错误观念,培养学生透过现象看到本质的认识观,这是本节教学的难点之一,关键在于说明不同物体下落的加速度都是重力加速度g。由于对日常经验印象很深,所以做好演示实验十分重要。除了牛顿管的实验之外,还可以做许多简单易行的小实验,使学生明确认识,日常见到的现象是因为受空气阻力的影响的缘故。引导学生建立正确观念:任何物体的自由落体运动都是完全相同的,即无论何种物体、是轻是重,它们下落的速度都是相同的。
四、习题检测
要真正理解掌握概念,只有通过实践和应用才能实现。
规律具有普遍性,因此可以直接模仿运用,
我们应该把着眼点放在观察分析现象、利用知识解决实际问题的能力培养上,要把主要精力聚焦在加强对基础知识的理解深度上,要养成定向思维的习惯。所谓科学的思维方法,浅显地说,就是以客观存在的事实作为出发点,经过观察分析、对比鉴别,利用综合归纳或演绎推理,得出对事物规律的理解。
例七
目的:应用自由落体运动规律解题
创新模仿基础之生活事实:前面学习过匀加速直线运动的规律
Vt=V0+at;S=V0t+0.5at2;Vt2–V02=2as
问题导学:自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,是否可以直接创新模仿?
分析:直接创新模仿导出自由落体运动规律:Vt=gt;h=0.5gt2;Vt2=2gh
知识扩展:自由落体运动在地球大气层里是一种理想运动,掌握了这种理想运动的规律,也就为研究实际运动打下了基础。当空气阻力不太大,与重力相比较可以忽略时,实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动。理解自由落体运动的实质,掌握自由落体运动的规律运用理想化方法,通过比较重力与空气阻力的大小,将实际问题转化为自由落体问题。老师可以举一些变式练习,让学生当堂完成。例如:通过石子下落测量井口到水面的深度;宇航员也可用此法,测算星球上一个深洞的深度。通过对例题的进一步讨论,把学生的认识引向具体问题具体分析的更深层次,促进知识转化为技能。
如上所述,本节课具有下述特点:
1、本堂课没有回避问题,而是分析问题的困难,提出研究问题的方法是:让学生结合实际更好地理解自由落体运动规律,理解自由落体的条件、空气阻力的影响。整节课从实践到理论分析,再到实践,将实践、实验和历史与课程很好的融为一体,体现了科学研究问题的全过程,逻辑推理清晰,步步深入。先让学生观察实验,认识到是空气阻力造成问题复杂的原因。演示实验和伽利略的巧妙推理的介绍,为学生进行科学探究创造条件,真实、直观、生动、形象,抓住了关键,给学生留下深刻印象,激发了学生探究的积极性。
2、本节课采用现代认知心理学的教学理论设计,利用了创新模仿方式进行教学,充实了内容,腾出了时间,让学生充分地、独立地积极思维,能较好体现物理思想和物理方法。课堂创新氛围浓郁,抓住教学的某些环节,有利于学生创造意识的培养。学生相互探讨、交流、学习,思维活跃,体验研究问题、寻求规律的科学研究过程,抓住课堂教学的制试点,启发学生创造性运用,使学生在获取知识的同时,创造性思维和创造能力得到发展。
值得进一步研究的问题是:在用创新模仿启发学生讨论分析得出结论,如何更好地引导、启发,更好地培养学生的创新精神、独立思考能力,需要更深入地研究。总之,希望在教学过程中有更多更好的教法和学法创造出来。


扩展阅读

自由落体运动教案


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5节自由落体运动课型新授课
课标
要求高考要求:Ⅱ级要求。对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际的问题的分析、综合、推理和判断等过程中应用。
小高考要求:Ⅱ级要求。对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际的问题的分析、综合、推理和判断等过程中应用。



1、标知识与能力使学生知道什么是自由落体运动,理解自由落体运动的条件和特征,掌握重力加速度的概念;
2、掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。
过程与方法1、通过推导自由落体公式,经历由特殊到一般的推理过程,体会科学研究方法;
2、通过寻找规律得出自由落体运动公式,并找出其与匀变速直线运动公式的联系。
情感、态度与价值观1、调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。
2、通过的公式理解及应用,培养学生透过现象看本质,用不同方法表达同意规律的科学意识。
教学
重点1、自由落体运动的特征和规律;
2、运用合适的公式解决实际的的问题。
教学
难点研究自由落体运动的特征
教学
方法讲授法、讨论法、练习法。
教学程序设计






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
一阵秋风吹过,熟透的苹果从树上纷纷落下,仔细观察,苹果下落时是越来越快的。那么你如何能够求出苹果落地时的速度及落地时间?苹果在空中下落一定时间,下落的高度又是多少呢?
(2)自学内容
1、什么叫自由落体运动?它有怎样的特点?影响物体下落快慢的因素是什么
2、什么是自由落体加速度?其大小等于多少?它的方向是怎样的?
3、自由落体运动的性质是什么?
4、如何推导自由落体运动的公式?







法环节二合作释疑环节三点拨拓展
(备注:合作释疑和点拨拓展可以按照顺序先后进行,也可以根据教学设计交叉进行设计)
过程设计二次备课
“合作释疑”:
1、在现实生活中,物体的下落在什么情况下才可当成自由落体运动来处理?
在实际中物体下落时由于受到空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动,只有当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落才可当成自由落体运动来处理。
2、观察课本44页表格,总结影响自由落体加速度大小的因素是什么?
自由落体加速度随纬度的增加而增大,且随着物体离地面的高度的增大而减小。
“点拨拓展”:
对自由落体运动的理解:
1、自由落体运动是一种理想化模型,具备两个特征:(1)初速度为零;(2)只受重力作用。
2、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,并不是一种新的运动。初速度为零的匀加速直线运动的所有规律对自由落体运动都适用。
3、利用公式、解题时,必须以物体刚开始下落时刻为计时时刻,即t=0时v0=0。通常规定竖直向下的方向为正方向。
因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以其v-t图象是一条过原点的直线,该直线的斜率k=g。






法环节四当堂检测二次备课
“当堂检测”:
1.甲、乙两物体的质量之比为1:4,不考虑空气的阻力作用,它们在同一高度处同时下落,则下面说法正确的是………………………………………………()
A.甲比乙先着地B.乙比甲先着地
C.甲和乙同时落地D.甲比乙的加速度大
2.如果从高楼相隔ls先后释放两个相同材料制成的小球,假设小球做自由落体运动,则它们在空中各个时刻………………………………………()
A.两球的距离始终保持不变B.两球的距离越来越小
C.两球的距离先越来越小,后越来越大D.两球的距离越来越大
3.在某地让一个小球从17.7m高的地方自由下落,测得小球下落到地面处所用的时间是1.9s,求此地的重力加速度和1.9s末的速度。

4.一个物体从19.6m高的地方自由下落,问经过多长时间落到地面?它落到地面时的速度是多少?




结本节课我们学习了自由落体运动,其中自由落体运动的特征和规律是本节课的重点,大家要重点掌握,运用合适的公式解决实际的的问题是本节课的难点,课后大家要及时整理并完成相关练习。请同学们课后及时复习,按时完成作业.
课后
作业训练与测评第10页



计1、自由落体运动
2、自由落体加速度g
3、自由落体运动的公式

探究自由落体运动


探究自由落体运动
学习目标:
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著精神。
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。
学习难点1.理解什么是落体运动,探究落体运动验证伽利略的结论
2.记录自由落体运动的轨迹
学习重点:探究落体运动及自由落体运动
主要内容:
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,他的名著《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著作着迷。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。伽利略将观察到的天文现象写成《星际使者》一书,于1610年发表。书中介绍了月球上的环状山脉,无数星体构成的银河系,金星的盈亏,木星的四颗卫星,太阳黑斑等等,从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持,同时也动摇了亚里士多德—托勒密的地心说。
教师对学生的回答给予肯定:关于伽利略的资料收集非常细致,下面再说说亚里士多德吧。
学生可能的回答:①作为一位伟大的、百科全书式的科学家,亚里士多德对世界的贡献之大,令人震惊。他至少撰写了170种著作,其中流传下来的有47种。他的科学著作,在那个年代简直就是一本百科全书。但他的成就远不止于此。他还是一位真正哲学家,对哲学每个学科几乎都做出了贡献。亚里士多德集中古代知识于一身,在他死后几百年中,没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。②亚里士多德最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士多德在众多领域建树卓越的支柱。
亚里士多德的思想对西方文化根本倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期,他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德语和英语。随着亚里士多德作品的不断被发现,中世纪出现了一个研究亚里士多德主义的新时代,学者们以此作为求得各方面真知识的基础。
亚里士多德学识渊博,著述颇丰.他对于当时尚未分类的科学部门如政治、逻辑、伦理、历史、物理(自然学科)、心理学、美学、教育学等均有研究并有独到见解,被马克思誉为“古代最伟大的思想家”。
③亚里士多德是古希腊又一位伟大的教育思想家,建立了包括自然学科在内的百科全书式的课程体系,提出了注重实践的良好措施,为后人留下了一笔包罗宏富的教育遗产。亚里士多德显示了希腊科学的一个转折点。在他以前,科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系,来解释自然现象.他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后,许多科学家放弃提出完整体系的企图,转入研究具体问题。
教师指出:物理教科书上,亚里士多德给同学们的形象不妙、他老是出错,老是作出一些轻率的结论。同学们觉得亚里士多德实在太不高明而伽利略则比他伟大于百倍。事实上,亚里士多德是古代一位伟大的学者,一位百科全书式的大学问家,有几乎无所不及的思想成。我们应该正确的、全面的去认识一位科学家。伽利略创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法,从而纠正了亚里士多德在物理上犯的一些错误
二、落体运动的思考
早在两千多年前,古希腊学者亚里士多德认可,重的物体下落的快。由这一观点出发,可以得出如下两个结论:
结论一:如果把石头和树叶困在一起,其所受的重力一定比期中任一物体大,其下落速度也应该比期中任一物体下落速度快。
结论二:如果把石头和树叶困在一起,独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头,最终其下落速度应该比石头的下落速度慢
为什么同一种观点会推导出两个截然相反的结论呢?
实验探究
取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片
1、将一枚硬币和一张展开的纸片从同一高度自由下落,他们的情况
2、把一张纸片捏成纸团,将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由下落,他们下落的情况是
3、将一枚硬币和一枚表面贴有纸片的硬币从同一高度自由下落,他们下落的情况是
分析实验中物体下落过程的运动情况与物体所受的重力有没有关系
伽利略对落体现象进行研究后,得出了一个结论;
物体下落过程中的运动情况与物体所受的总理无关
观察与思考
教师用玻璃管演示鸡毛和金属片在空气中、真空中下落情况:
从观察到的实验结果分析,影响羽毛和金属片下落快慢的原因?
三、记录自由落体运动轨迹
实验:将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落,利用打点计时器记录重物的下落过程:
1)重物做自由落体运动的过程中,其速度有没有发生变化?
如何从实验中判断出来?
2)有的同学从实验结果中得出位移与时间的二次方成正比,有的同学得出位移与时间成正比,你的结论如何呢?
3)影响实验精确程度的因素有哪些?
由实验总结:
1.定义:只受重力作用,从静止开始的下落运动。
2.特点:①初速V0=0
②只受一个力,即重力作用。当空气阻力很小,可以忽略不计时,物体的下落可以看作自由落体运动。
3.性质:初速为零的匀加速直线运动。
①经过多少时间落到地面;
②从开始落下的时刻起,在第1s内的位移、最后1s内的位移;
③落下一半时间的位移.
阅读材料:伽利略生平
伽利略(1564~1642)生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。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,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。
在帕多瓦,伽利略开始研究天文学,成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜,观测到木星的四颗卫星,证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。用望远镜进行观测,他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计,这是世界上最早的温度计。这些光辉的成就,使他获得了巨大的声望。
1610年,伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请,回到他的故乡,担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家。伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助.但是不久,他就受到了教会的迫害。由于他勇敢地宣传哥白尼的学说,1616年,被传唤到罗马的宗教裁判所.宗教裁判所谴责了哥白尼的学说,并责令伽利略保持沉默。1632年,伽利略发表《两种世界观的对话》一书,被教会认为违反了1616年的禁令.伽利略被召到罗马囚禁了几个月,受到缺席审判,遭到苦刑和恐吓,并被迫当众跪地表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动说的错误和异端”,最后被判处终身监禁,他的书也被列为禁书。
1632年以后,伽利略专心致志于力学的研究,并于1638年完成了《两种新科学的对话》。由于教会的禁令,这部书无法在意大利出版,只能在荷兰秘密刊行。这部著作是伽利略最伟大和最重要的著作。伽利略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。他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点,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。
1642年,伽利略在贫病交加中逝世,享年78岁。1983年,罗马教延正式承认,350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。

伽利略对自由落体运动的研究


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

5、伽利略对自由落体运动的研究


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。

文章来源:http://m.jab88.com/j/74802.html

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