高中物理人教版必修1教案 伽利略對自由落體運動的研究3
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111 2.5伽利略對自由落體運動的研究 班級________姓名________學號_____ 教學目標: ★知識與技能 1.了解物理學史。 2.知道伽利略對自由落體運動的研究方法。 ★ 過程與方法 1.學習伽利略的科學方法。 2.培養(yǎng)學生自己查找資料學習物理學史。 ★ 情感態(tài)度與價值觀 1. 學習科學家們對知識敢于質(zhì)疑的勇氣。 2. 學習科學家們科學研究的執(zhí)著精神。 3. 通過學生自己查找資料,提高學生對物理學的興趣。 4.通過對亞里士多德和伽利略的了解,認識到科學的探索是一個漫長的過 程,需要幾代人的不懈努力。 學習重點與難點: 1. 伽利略對落體問題的邏輯推理。 2. 伽利略的驗證性實驗的設(shè)計。 3. 伽利略的理想外推。 教學準備:讓學生預習,搜集關(guān)于伽利略和亞里士多德的有關(guān)資料。 教學設(shè)計: 一、認識兩位科學家 老師提出:哪位同學樂意給大家講一講自己所查到的關(guān)于伽利略和亞里士多德的資料,先說說伽利略吧。 學生可能的回答:①伽利略全名伽利略伽利萊,他是文藝復興后期近代實驗科學的創(chuàng)始人。1564年伽利略生于意大利的比薩城,1611年,伽利略應邀來到羅馬,在羅馬期間,伽利略為了確立新的自然研究法—實驗法的地位,又同教會的唯心論世界觀進行了激烈的斗爭,這就更加激怒了教會。1632年,他的名著《關(guān)于兩大世界體系的對話》出版,但立即被教會列為禁書。1633年6月22日,伽利略受到宗教法庭審判,并被判終身軟禁,成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年,伽利略在荷蘭出版了《關(guān)于兩門新學科與數(shù)學證明的談話》一書,對自己多年來在力學方面的研究進行了總結(jié)。 ②他的父親是一位才華出眾的音樂家和教育家。他在科學上的創(chuàng)造才能,在青年時代就顯示出來了。當他還是比薩大學醫(yī)科學生時,就發(fā)明了能測量脈搏速率的擺式計時裝置。后來他的興趣轉(zhuǎn)向了數(shù)學和物理學。 ③1581年,17歲的伽利略對古希臘的物理學及亞里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作著迷。伽利略在數(shù)學、天文學,特別是力學方面有了很深的造詣,學術(shù)上成果累累。他通過大量的觀察和實驗總結(jié)出了慣性定律、自由落體運動規(guī)律和相對性原理;發(fā)現(xiàn)了單擺振動的等時性原理;用自制的33倍望遠鏡觀察天象,發(fā)現(xiàn)了一系列令人震驚的天文現(xiàn)象。伽利略將觀察到的天文現(xiàn)象寫成《星際使者》一書,于1610年發(fā)表。書中介紹了月球上的環(huán)狀山脈,無數(shù)星體構(gòu)成的銀河系,金星的盈虧,木星的四顆衛(wèi)星,太陽黑斑等等,從而對哥白尼的“天體運行”論提供了有力的支持,同時也動搖了亞里士多德—托勒密的地心說。 教師對學生的回答給予肯定:關(guān)于伽利略的資料收集非常細致,下面再說說亞里士多德吧。 學生可能的回答:①作為一位偉大的、百科全書式的科學家,亞里士多德對世界的貢獻之大,令人震驚。他至少撰寫了170種著作,其中流傳下來的有47種。他的科學著作,在那個年代簡直就是一本百科全書。但他的成就遠不止于此。他還是一位真正哲學家,對哲學每個學科幾乎都做出了貢獻。亞里士多德集中古代知識于一身,在他死后幾百年中,沒有一個人像他那樣對知識有過系統(tǒng)考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全書。恩格斯稱他是“最博學的人”。 ②亞里士多德最大的貢獻在于創(chuàng)立了形式邏輯這一重要分支學科。邏輯思維是亞里士 多德在眾多領(lǐng)域建樹卓越的支柱。 亞里士多德的思想對西方文化根本傾向以至內(nèi)容產(chǎn)生了深刻的影響。在上古及中古時期,他的著作被譯成拉丁文、敘利亞文、阿拉伯文、意大利文、希伯來文、德語和英語。隨著亞里士多德作品的不斷被發(fā)現(xiàn),中世紀出現(xiàn)了一個研究亞里士多德主義的新時代,學者們以此作為求得各方面真知識的基礎(chǔ)。 亞里士多德學識淵博,著述頗豐.他對于當時尚未分類的科學部門如政治、邏輯、倫理、歷史、物理(自然學科)、心理學、美學、教育學等均有研究并有獨到見解,被馬克思譽為“古代最偉大的思想家”。 ③亞里士多德是古希臘又一位偉大的教育思想家,建立了包括自然學科在內(nèi)的百科全書式的課程體系,提出了注重實踐的良好措施,為后人留下了一筆包羅宏富的教育遺產(chǎn)。亞里士多德顯示了希臘科學的一個轉(zhuǎn)折點。在他以前,科學家和哲學家都力求提出一個完整的世界體系,來解釋自然現(xiàn)象.他是最后一個提出完整世界體系的人。在他以后,許多科學家放棄提出完整體系的企圖,轉(zhuǎn)入研究具體問題。 教師指出:物理教科書上,亞里士多德給同學們的形象不妙、他老是出錯,老是作出一些輕率的結(jié)論。同學們覺得亞里士多德實在太不高明而伽利略則比他偉大于百倍。事實上,亞里士多德是古代一位偉大的學者,一位百科全書式的大學問家,有幾乎無所不及的思想成。我們應該正確的、全面的去認識一位科學家。伽利略創(chuàng)造了一套對近代科學的發(fā)展極為有益的科學方法,從而糾正了亞里士多德在物理上犯的一些錯誤。 二、伽利略的科學方法 (教師結(jié)合伽利略對自由落體的研究,通過教師提問學生回答的方式學習伽利略的科學方法) 問題的提出 教師提問:亞里士多德依據(jù)平常觀察的事實,是怎樣確定物體下落的快慢什么因素決定的? 亞里士多德通過觀察,在日常生活中,重的物體下落快,輕的物體下落慢。得出結(jié)論:物體下落的快慢是由它們的重量決定的。 教師提出:那么物體下落的快慢與它們的重量有關(guān)系嗎? 提出假設(shè),邏輯推理。 教師提出:伽利略是怎樣提出假設(shè),運用邏輯推理的? 學生可能的回答:他假設(shè)大石頭的下落速度為8,小石頭的下落速度為4,當我們把兩塊 石頭捆在一起,大石頭會被小石頭拖的慢下來。但兩塊石頭捆在一起,重量增大,整個系統(tǒng)下 落的速度應該比8大。這樣就出現(xiàn)了矛盾。 教師提問:伽利略提出了什么樣的假設(shè)? 學生可能的回答:假設(shè)大小石頭下落的一樣快。 教師補充:猜想落體是一種簡單的變速運動,速度可能跟時間成正比,也可能跟位移成 正比利用數(shù)學和邏輯進行推理,然后實驗驗證。 教師提問:伽利略經(jīng)過數(shù)學推導得出速度與時間成正比,然后通過實驗進行驗證,他是 如何進行實驗驗證的? ①學生可能的回答:通過小球的下落運動,測出小球的下落速度和時間。 ②他讓小球沿斜面滾下,減小加速度,延長運動時間,便于觀測。 ③他進行的是坡度比較小的斜面實驗,后來他就將實驗進行了合理的外推,當傾角增大 到90,小球的運動就是自由落體運動。 對假說進行修正和推廣。 教師提出:經(jīng)過幾位同學的回答,問題比較全面了。伽利略完成了實驗驗證后,沒有就此 而止,而是進一步思考為什么日常生活中,輕的物體下落得比較慢,重的物體下落得比較快。 學生共同回答:因為空氣阻力. 教師指出:這就是伽利略為我們創(chuàng)造的一套對近代科學的發(fā)展極其有益的科學方法。后 面的學習中我們還要經(jīng)常用到。 三、作業(yè)設(shè)計 認真閱讀課本緒言“走進物理課堂之前”,分析“孩子們”是如何運用伽利略的科學方法 進行探索的。 ●教學設(shè)計說明 本節(jié)課,主要由兩部分組成:對科學家的了解;對伽利略科學方法的學習.這兩個方面主 要是由學生通過查資料、預習,在老師的引導下,以學生為主體,進行學習的。 知識講授的同時,給學生介紹物理學家、講授物理學史.不僅讓他們了解物理學家的工 作,物理科學的發(fā)展過程,更重要的是通過了解科學發(fā)展的曲折性,以此撼動學生的心,讓他 們從中獲得啟迪。 ●板書設(shè)計 △認識兩位科學家。 △ 伽利略的科學方法。 ①問題的提出。 ②提出假設(shè),邏輯推理。 ③利用數(shù)學和邏輯進行推理,然后實驗驗證。 ④對假說進行修正和推廣。 111- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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