高中物理必修一导学案：2.6伽利略对自由落体运动的研究

2.6伽利略对自由落体运动的研究
【学习目标】
1、了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色；
2、理解任何猜想和假说都需要有实验验证的重要性。
【学习重难点】
【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。
【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。
【课前预习内容】
1.亚里士多德认为，物体下落的快慢由 ( http: / / www.21cnjy.com ) 决定，重的物体比轻的物体下落得 ，关于落体运动的这种错误认识符合人们的常识，大家奉为经典.
2.伽利略对自由落体运动的研究思想和方法
（1）逻辑推理：伽利略根据亚里士多德的观点 ( http: / / www.21cnjy.com )，通过逻辑推理运用“归谬法”使亚里士多德的理论陷入困境。为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能：重物与轻物应该下落得 ；
（2）大胆猜想：落体也应该是一种 的变速运动，下落物体的速度随时间是 变化的，即下落物体的性质是 直线运动；
（3）数学推理：伽利略用数 ( http: / / www.21cnjy.com )学推理证明，只要物体通过的 与 成正比，即x∝t2，物体就做初速度为零的匀加速直线运动；
（4）实验验证：伽利略通过斜面实验，证 ( http: / / www.21cnjy.com )明只要斜面的倾角一定，小球从不同起点滚动的位移与所用时间平方的比值x/t2保持不变，当增大倾角时，上述关系仍然成立，后来伽利略将上述结果做了合理外推：当斜面的倾角很大时，比如增大到90°，其比值仍然也保持不变，由此，伽利略间接地验证了自由落体运动是匀变速直线运动。
提出疑惑：
【学习过程】
【思考与交流】
1、历史的错误：关于下落物体快慢
阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢？
2、伽利略的逻辑推理
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？
3、猜想与假说
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？
【小结】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
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？
【小结】实验验证是检验理论正确与否 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
5、科学的方法
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。
【小结】伽利略对自由落体的研究，开 ( http: / / www.21cnjy.com )创了研究自然规律的科学方法，这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法。这种方法对于后来的科学研究具有重大的启发作用，至今也不失为科学的研究方法之一。
【当堂检测】
1 、 伽利略认为初速度为零的匀加速运动速度与位移及时间的关系是（ ）
A．速度与位移成正比 B．速度与位移的二次方成正比
C．速度与时间成正比 D．速度与时间的二次方成正比
2 、 伽利略用实验验证v∝t的最大困难是（ ）
A.不能很准确地测定下落的距离 B.不能测出下落物体的瞬时速度
C.当时没有测量时间的仪器 D. 伽利略的数学知识太少
3 、 伽利略对自由落体运动的研究方法对于后 ( http: / / www.21cnjy.com )来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾伽利略的研究过程，判断下列过程哪个是伽利略的探究过程（ ）
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
【课后练习与提高】
4．关于自由落体运动，下列说法正确的是 ( )
A．某段时间的平均速度等于这段时间初速度与末速度和的一半
B．某段位移的平均速度等于这段时间初速度与末速度和的一半
C．在任何相等时间内速度变化大小相等、方向相同
D．在任何相等时间内位移变化大小相等、方向相同
5．自由落体运动( g取10m/s2 )在任何两个相邻的1s内，位移的增量为 ( )
A．1m　　　 　 B．5m C．10m 　　　　　　D．不能确定
6．甲物体的质量比乙物体大 ( http: / / www.21cnjy.com )5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中不正确的是 ( )
A．两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大
B．下落1s末，它们的速度相同
C．各自下落1m时，它们的速度相同
D．下落过程中甲的加速度比乙的加速度大
7．一物体从H高处自由下落，经ts落地，则当它下落t/2时，离地高度是 ( )
A．　　　　 B． C．　　　　D．
8．长为5m的竖直杆下端 ( http: / / www.21cnjy.com )距离一竖直隧道口为5m，若这个隧道长也为5m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为 ( )
A． B． C． D．
2.6参考答案
1.C 2.B 3.C 4.AC 5.C 6.AD 7.B 8.B