26伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教案人教版必修一(編輯修改稿)
2024-12-26 23:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然不斷改變斜面的傾斜度，但得到的結(jié)果有共同點(diǎn)：小球經(jīng)過的距離的比值等于經(jīng)過這些距離對(duì)應(yīng)所用時(shí)間間隔的平方之比．伽利略在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行合理外推，當(dāng)傾角增大到 90度時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論仍應(yīng)成立，此即豎直落體運(yùn)動(dòng)．至此，伽利略就完成了對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究． 雖然當(dāng)時(shí)伽利略已經(jīng)意識(shí)到空氣的阻力將影響物體的下落，但是由于科學(xué)發(fā)展和儀器設(shè)備的限制，當(dāng)時(shí)仍然沒有辦法用實(shí)驗(yàn)手段得到真空，所以并不能真正地完成一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)．伽利略的研究也只能停留在 理論研究的部分，直到牛頓的時(shí)代，發(fā)明了抽氣機(jī)，才由牛頓設(shè)計(jì)了錢羽管（又稱牛頓管），真正用實(shí)驗(yàn)證明在真空中，物體下落速度與物體重力無關(guān)．于是，伽利略的理論終于從純理論研究進(jìn)入實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其正確性． 其實(shí)落體現(xiàn)象一直是引起物理學(xué)家們思考的現(xiàn)象，在伽利略之前， 14 世紀(jì)的艾伯特認(rèn) 為下落物體的速度與下落的距離成正比．另一位 14世紀(jì)的學(xué)者， N．奧雷姆根據(jù)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)研究，提出下落物體的速率與下落的時(shí)間成正比，下落的距離與下落時(shí)間的平方成正比． 15世紀(jì)， L．達(dá)芬奇提出在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)下落物體的距離 比為 1∶2∶3∶4∶?? 問題：伽利略是怎樣建立自己的理論的呢？ 學(xué)生思考，回答：伽利略通過四個(gè)環(huán)節(jié)推翻了亞里士多德的結(jié)論并建立自己的理論． 1．運(yùn)用推理方法，使亞里士多德的結(jié)論陷入矛盾中． 2．運(yùn)用理想模型，猜想落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律． 3．運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，推導(dǎo)自由落體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及可以直接測(cè)定的物理量之間的函數(shù)關(guān)系． 4．運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證． 五、伽利略的科學(xué)方法 伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究，不僅確立了許多用于描述運(yùn)動(dòng)的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的方法．請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)本 節(jié)內(nèi)容，歸納這種科學(xué)方法． 同學(xué)討論歸納：對(duì)現(xiàn)象的一般觀察 → 提出假設(shè) → 運(yùn)用邏輯得出推論 → 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn) → 對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣 →?? 教師點(diǎn)評(píng)： 1．伽利略的偉大之處就在于他首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想的科學(xué)方法． 2．合理的外推對(duì)得出正確結(jié)論有很大的幫助． 提出問題：為什么最終我們特別重視伽利略的結(jié)論呢？ 回答：因?yàn)橘だ詫?duì)問題的研究比較全面，先是通過觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)，運(yùn)用邏輯和數(shù)學(xué)推理得出推論，再通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)（這是其他物理家在研究同一問題上缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)），并對(duì)假說進(jìn)行修正和推廣． 他最先研究了慣性運(yùn)動(dòng)和落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路．他倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合，用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論的推導(dǎo)．這種研究方法對(duì)以后的科學(xué)研究工作具有重大的指導(dǎo)意義． 而且伽利略不迷信權(quán)威，對(duì)待問題勤于思考，敢于提出問題、挑戰(zhàn)權(quán)威，不畏強(qiáng)權(quán)的精神也是我們應(yīng)為之喝彩并學(xué)習(xí)的． 1642 年，伽利略在貧病交加中逝世，享年 78 歲．直到 1983 年，羅馬教廷正式承認(rèn)，350年前宗教裁判所對(duì)伽利略的審判是錯(cuò)誤的． 點(diǎn)評(píng)：通過解決此問題體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)敢于堅(jiān)持真理，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實(shí)事 求是的科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生樹立起辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論． 課堂訓(xùn)練 1．小鵬搖動(dòng)蘋果樹，從同一高度一個(gè)蘋果和一片樹葉同時(shí)從靜止下落，發(fā)現(xiàn)蘋果先落地，下面說法正確的是（ ）． A．蘋果和樹葉都是自由落體運(yùn)動(dòng) B．蘋果和樹葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng) C．蘋果的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹葉的運(yùn)動(dòng)則不能看成自由落體運(yùn)動(dòng) D．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會(huì)同時(shí)落地 2．伽利略用巧妙的推理推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，從而提出了： “ 自由落體是一種 最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)該是均勻變化的 ” 觀點(diǎn)．這種方法在科學(xué)研究中叫（ ）． A．?dāng)?shù)學(xué)推演 B．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 C．猜想與假設(shè) D．邏輯推理 3．為了測(cè)量一高樓的高度，某人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在一根長(zhǎng)為 l的繩兩端各拴一重球，一人站在樓頂上，手執(zhí)繩上端無初速釋放使其自由落下，另一人在樓下測(cè)量?jī)汕蚵涞氐臅r(shí)間差 Δ t，即可根據(jù) l、 Δ t、 g得出樓的高度．（不計(jì)空氣阻力） （ 1）從原理上講，這個(gè)方案是否正確？ （ 2）從實(shí)際測(cè)量來看，你估計(jì)最大困難是什么？ （ 3）若測(cè)得 l＝
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1