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111 2.5 伽利略對自由落體運動的研究 ★新課標要求 （一）知識與技能 了解落體運動研究的史實，了解邏輯推理的特色，理解任何猜想和假說都須要有實驗驗證的重要性。 （二）過程與方法 通過史實了解伽利略研究自由落體規(guī)律的過程，體會其推理方法的奧妙，同時了解猜想的必要性，感受探究規(guī)律的幾個必要過程和科學方法的重要性，了解體會一些科學的方法。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過了解史實能培養(yǎng)同學們的意志和科學的方法觀，避免盲目和急功近利思想，提高自己的認識觀。 ★教學重點 了解探索過程，明確探索的步驟，同時了解實驗及科學的思維方法在探究中的重要作用，從中提煉自己的學習方法。 ★教學難點 “觀念－思考－推理－猜想－驗證” 是本節(jié)的重點思路，也是培養(yǎng)良好思維習慣的重要參考。 ★教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生閱讀教材，討論、交流。 ★教學過程 （一）引入新課 我們已經(jīng)學習了自由落體運動，知道了物體下落的快慢與物體的質(zhì)量無關。這一正確認識卻經(jīng)歷了曲折而又漫長的歷史過程。這節(jié)課我們就來學習有關的史實知識，了解科學家是怎樣研究落體運動的。 （二）進行新課 1、歷史的錯誤：關于下落物體快慢 課件展示：《亞氏觀點》 教師活動：引導學生閱讀教材第一段，提出問題：為什么會有錯誤的認識呢？ 學生活動：思考問題，交流體會。得出錯誤認識的根源：不注意探索事物的本質(zhì)，思考不求甚解。 2、伽利略的邏輯推理 教師活動：引導學生閱讀教材第三、四段，提出問題：伽利略是怎樣論證亞里士多德觀點是錯誤的？ 學生活動：帶著問題閱讀教材，闡述自己的觀點。 點評：培養(yǎng)學生語言表達能力，培養(yǎng)學生邏輯推理能力。 課件展示：《邏輯的力量》 3、猜想與假說 教師活動：引導學生閱讀教材“猜想與假說”部分，提出問題：伽利略在研究落體運動過程中遇到了哪些困難？面對這些困難，伽利略是怎樣做的？他作出了大膽的科學猜想，猜想的內(nèi)容是什么？ 學生活動：帶著問題閱讀教材，闡述自己的觀點。 點評：培養(yǎng)學生語言表達能力，培養(yǎng)學生分析概括能力。 科學的猜想，或者叫假說，這是對事物認識的模型，是對事物認識的基礎，是建立概念描述規(guī)律的前提。 4、實驗驗證 教師活動：（陳述）實驗驗證是檢驗理論正確與否的唯一標準。任何結論和猜想都必須經(jīng)過實驗驗證，否則不成理論。猜想或假說只有通過驗證才會成為理論。所謂實驗驗證就是任何人，在理論條件下去操作都能到得實驗結果，它具有任意性，但不是無條件的，實驗是在一定條件下的驗證，而與實際有區(qū)別。 引導學生閱讀教材“實驗驗證”部分，提出問題：伽利略在實驗過程中遇到了怎樣的困難，他又是怎樣克服的？為什么說，伽利略把他的結論外推到90需要很大勇氣？ 學生活動：帶著問題閱讀教材，闡述自己的觀點。 點評：培養(yǎng)學生語言表達能力，培養(yǎng)學生分析概括能力。 5、科學的方法 教師活動：物理學的研究很注重方法，物理學習也要注意方法，所謂科學方法包括以下幾點： 對現(xiàn)象一般觀察一提出猜想－運用邏輯推理一實驗對推理驗證一對猜想進行修證（補充）－推廣應用。 學生活動：閱讀教材“STS”《從伽利略的一生看科學與社會》短文，對自己進行科學人生觀教育。 （三）課堂總結、點評 通過這節(jié)課的學習，我們從伽利略對落體的研究上，學習他的觀察思考等科學方法，為我們下一步（以后）的探究打下基礎，不能盲目，也不能怕困難，要用科學的方法指導我們。 （四）實例探究 ☆豎直上拋運動的實例分析 【例題】某人在高層樓房的陽臺外側以2 0 m/s的速度豎直向上拋出一個石塊，石塊運動到離拋出點15m處時，所經(jīng)歷的時間為多少？ （不計空氣阻力，取g =10m/s2） 分析：石塊運動到離拋出點15m處時，石塊的位置是在拋出點上方還是在拋出點下方？如果是在拋出點上方的話，是處于上升階段還是處于下降階段？ 從題意來看，石塊拋出后能夠上升的最大高度為m>15m。 這樣石塊運動到離拋出點15 m處的位置必定有兩個，如圖所示，因而所經(jīng)歷的時間必為三個。 分段法： 石塊上升到最高點所用的時間為： s 2 s前石塊第一次通過“離拋出點15 m處”；2 s時石塊到達最高點，速度變?yōu)榱?，隨后石塊開始做自由落體運動，會第二次經(jīng)過“離拋出點15 m處”；當石塊落到拋出點下方時，會第三次經(jīng)過“離拋出點15m處”。這樣此題應有三解。 當石塊在拋出點上方距拋出點15m處時取向上為正方向，則位移x = +15m，a= - g = - 10 m/s2 ，代入公式 得： 解得 t1=1 s；t2=3 s t1=1 s對應著石塊上升時到達“離拋出點15 m處”時所用的時間，而t2=3 s則對應著從最高點往回落時第二次經(jīng)過“離拋出點15 m處”時所用的時間。 由于石塊上升的最大高度H=20m，所以，石塊落到拋出點下方“離拋出點15m處”時，自由下落的總高度為HOB=20m+15m=35m，下落此段距離所用的時間 s 石塊從拋出到第三次經(jīng)過“離拋出點15m處”時所用的時間為：t3=2 s+s=(2+)s ★課余作業(yè) 復習全章內(nèi)容，準備章節(jié)測驗。 ★教學體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 111