2.1 实验 探究小车速度随时间变化的关系
【知识与技能】
1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。
2、会用表格法处理数据，并合理猜想。巧用v－t图象处理数据，观察规律。
3、掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述。
【过程与方法】
1、初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法；
2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度；
3、初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法；
4、认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律；
5、通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法。
【情感态度与价值观】
1．通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性．
2．通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识．
【教学重难点】
★教学重点★
1、由实验数据得出v－t图象。
2、由v－t图象得出小车的速度随时间变化的规律
★教学难点★
1、实验探究过程注意事项。
2、实验数据的处理。
【教材分析】
本节是个学生实验，探究小车的运动特点和规律。教学的核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法。重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法和能力。这种科学思维方法贯穿整个物理实验，因此教学中必须让学生亲自动手做实验。
【教学过程】
★新课导入★
(课件展示)下列语言表述中提及的运动情景．
师：物体的运动通常是比较复杂的．放眼所见，物体的运动规律各不相同．在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；在自然界里，雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化．
物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?
要想探究一个物体随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度．直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬时速度．
★新课内容★
进行实验前，让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的.
★打点计时器的原理及使用
一．实验目的
（1）练习使用打点计时器
（2）探究小车速度随时间变化规律。
二.实验器材
①附有滑轮的长木板 ②小车 ③带小钩的细线 ④25 g的钩码3个，也可以用50 g的钩码或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧测力计或天平称量 ⑤打点计时器 ⑥纸带 ⑦刻度尺 ⑧学生电源、导线
三.实验原理
把纸带跟运动的物体连接在一起，并穿过打点计时器。这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置。研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况。
★如何测定某点的速度
瞬时速度的测定原理：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，打两个点的时间可用Δt＝(n－1)×0.02 s求得，则平均速度v＝，当Δt很短时，可以认为 为t时刻的瞬时速度。
四.实验步骤
（1）如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车后面。
（3）把小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，换上新纸带，重复实验三次。
学生进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题．
点评：(1)在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事项；保证操作的顺利进行．
(2)和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆．
(3)对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打点计时器电源；有的同学则反之．哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性．
五.数据处理
t 怎样分析和选取纸带上的点
开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）；
取六个点，标号 0，1，2，3，4，5
t 如何计算所取点的速度？
平均速度 → 瞬时速度（如何测△x）
t 如何设计表格记录数据？
1.列表法
2、图象法（v - t 图象）：
① 根据所得数据，选择合适的标度建系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）
② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考点的分布规律。
③ “拟合”图象：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，画出一条直线，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点
六、注意事项
（1）实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。
(2)使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。
(3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。
(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。
(5)使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。
(6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。
(7)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。
【教学反思】
本节课注意理论和实际相结合，激发学习兴趣理论联系实际是激发学生学习兴趣，启迪学习动机，活跃课堂气氛的一种重要方法。在日常生活中有许多物理现象是趣味性习题的好素材。
2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
【知识与技能】
1、知道匀速直线运动的v—t图象特点，理解图象的物理意义；
2、掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v—t图象的特点；
3、理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义，会根据图象分析解决问题； 4．掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算。
【过程与方法】
1、培养学生分析图像和运用物理语言表达的能力；
2、引导学生研究图像，寻找规律得出匀变速直线运动的概念。
【情感态度与价值观】
1、感受探索规律的兴趣。
2、体验同一物理规律的不同描述方法，科学价值观。
3、将所学知识与实际生活相联系，增加学习的动力和欲望。
【教学重难点】
★教学重点★
1．理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义；
2．掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。
★教学难点★
1．匀变速直线运动v—t图象的理解及应用；
2．匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算。
【教材分析】
【教学过程】
★新课导入★
用PPT分别演示做匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动的赛车的频闪照片。让学生直观了解变速直线运动，并引发学生兴趣。
★新课内容★
一 、匀速直线运动
速度-时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来．它以图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度．
(课件展示)匀速直线运动的v—t图象，如图2—2—1所示．
左图中能看出这个直线运动的速度不随时间变化，在不同的时刻，速度值都等于零时刻的速度值．不随时间变化的速度是恒定的，说明质点在做匀速直线运动．速度大小为10m／s，方向与规定的正方向相同．
右图，与左图有什么不同和相似的地方?
在右图中的速度值大小也是10m／s，但它却是负值，与规定的正方向相反，因为速度值也保持不变，所以它也是匀速直线运动．
★结论：匀速直线运动的速度一时间图象是一条平行于时间轴的直线．
二、匀变直线运动
上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图2—2—2所示．
根据上节课实验得到的v-t图像：
思考与讨论：
1、小车的速度在如何变化？
2、你能求出小车的加速度吗？
（数学角度：相似三角形）
思考与讨论。
分析v-t图像，根据，尝试得到加速度为一定值，进而归纳匀变速直线运动的定义。
★总结归纳：
1、定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。
2、特点：
（1）任意相等时间内的△v相等，速度均匀变化。
（2）匀变速直线运动的速度一时间图象是一条倾斜的直线．
3、分类：
（1）匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的匀变速直线运动。
（2）匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的匀变速直线运动。
尝试根据加速度的定义式推导速度与时间的关系式。
结合加速度的定义式，由学生推导得出。
讲解公式：
各符号代表的物理量；
对公式的理解（结合v-t图像）：加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，at就是整个运动过程中速度的变化量，加上运动开始时物体的速度v0，就得到t时刻物体的速度v。
3、注意事项：
（1）这是一个矢量式，注意各量正负（一般先取v0方向为正方向）
（2）式中各量统一单位（国际单位）
（3）公式的适用条件：匀变速直线运动
【教学反思】
在内容的安排顺序上，既注意了科学系统，又注意学生的认识规律。讲解问题从实际出发，尽量用上一节的实验测量数据。运用图像这种数学工具，相对强调了图像的作用和要求。高一学生已经有了一定的物理基础知识，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱。因此通过知识的归纳，问题的实验探究来使学生主动参与到学习中来，并加以培养和教育。
2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
【知识与技能】
1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系。
2、了解位移公式的推导方法，掌握位移公式。
3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。
【过程与方法】
1、通过推导位移公式的过程，体验微积分方法的特点和技巧。
2、感悟一些数学方法的应用特点。
【情感态度与价值观】
激发学生对科学探究的热情，感悟物理思想方法，培养科学精神。
【教学重难点】
★教学重点★
1、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。
2、理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
★教学难点★
1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。
2、微元法推导位移时间关系式。
3、匀变速直线运动的位移与时间的关系x＝vot+ at2/2及其灵活应用。
【教材分析】
本节课是本章的第三节，沿用本章的主线v-t图象来作为切入点，方便学生入手分析。用匀速直线运动的v-t图象下方的面积表示位移作为过渡，让学生有一定的适应过程。课本思考与讨论部分的内容设定，等同于设置了一个台阶，降低了学生对后面内容学习的困难程度。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。体现了课本“渗透”的思想。
【教学过程】
★新课导入★
1、什么是匀变速直线运动？
2、匀变速直线运动的v-t图象如何？
3、匀变速直线运动的速度与时间的表达式是什么？其中包括哪些矢量？
匀变速直线运动跟我们生活的关系密切，研究匀变速直线运动很有意义．对于运动问题，人们不仅关注物体运动的速度随时间变化的规律，而且还希望知道物体运动的位移随时间变化的规律。
★新课内容★
一、匀速直线运动的位移
最简单的运动是匀速直线运动，v-t图象是一条平行于时间轴的直线。取初始时刻质点所在的位置为坐标原点．则有t时刻质点的位置坐标x与质点在o～t这段时间间隔内的位移相同．
由位移公式x＝vt，引导学生观察图象可得：对于匀速直线运动，物体的位移 x 在数值上等于v-t 图象中图线与坐标轴所围的矩形面积。
二、匀变速直线运动的位移
★思考与讨论★
匀变速直线运动的位移与它的v－t图像，是否也有类似的关系？自己阅读教材37页到38页的思考与讨论，思考：材料中体现了什么科学思想？
科学思想方法：把过程先微分后再累加(积分)的思想。(无限分割，逐渐逼近)
此思想方法能否应用到v-t图像上？
1、先把物体的运动分成5个小段，每段时间间隔相同。在v—t图象中，每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示．
2、将每小段内物体的运动视为匀速直线运动，以每小段起始时刻的速度乘以时间t/5近似地当作各小段中物体的位移，各段位移可以用矩形的面积代表．5个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个过程中的位移.
3、时间间隔取得越短，分割的小矩形数目越多，小矩形的面积总和越接近物体在整个过程中的位移。
4、Δt 取得非常非常小，所有小矩形的面积之和就能准确地代表物体这段时间内的位移。此时矩形面积之和等于v-t图象中图线与横轴所围梯形的面积。
结论：匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示
1. 由图可知：梯形OABC的面积S=(OC+AB)×OA/2
把面积及各条线段换成所代表的物理量，再把前面已经学过的速度公式v＝v0+at代人，得到
这就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。
2.对位移公式的理解:
⑴反映了位移随时间的变化规律。
⑵因为υ0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值。
(3)若v0=0,则
(4)特别提醒:t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来。
三、位移一时间图象
描述位移随时间变化关系的图象，叫做位移一时间图象，即x-t图象。匀变速直线运动的x-t图象是什么形状？为什么研究的是直线运动，画出的图线却不是直线？
-位移图象反映的是位移随时间变化的规律，可以根据物体在不同时刻的位移在x—t坐标系中描点作出．直线运动是根据运动轨迹来命名的．而x—t图象中的图线不是运动轨迹，因此x—t图象中图线是不是直线与直线运动的轨迹没有任何直接关系．
【教学反思】
本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，仅仅是“渗透”这样的思想,并不要求会计算极限。教学的目标不要盯在最后的公式上，而要关注得出公式的过程。
2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系
【知识与技能】
1、掌握匀变速直线运动的速度—位移公式．
2、会推导公式v2－v＝2ax.
3、灵活选择合适的公式解决实际问题．
【过程与方法】
1、通过速度与位移关系式的推导和应用过程使学生进一步领会运用数学工具解决物理问题的方法。
2、通过对实例、例题和习题中物理过程的分析，使学生继续学习并习惯运用画运动示意图对物体运动过程进行分析和描述的方法。
【情感态度与价值观】
1、通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法。
2、通过读题、审题、计算、检验等解题环节，养成学生做事认真、严谨的科学态度。
【教学重难点】
★教学重点★
1．匀变速直线运动的位移—速度关系的推导．
2．灵活应用匀变速直线运动的速度公式、位移公式以及速度—位移公式解决实际问题．
★教学难点★
1．运用匀变速直线运动的速度公式、位移公式推导出有用的结论．
2．灵活运用所学运动学公式解决实际问题．
【教材分析】
匀变速直线运动的速度与位移的关系是人民教育出版社出版的物理（必修1）第二章第四节的内容。该内容是学习了匀变速直线运动的前两个规律的基础上，继续对匀变速直线运动进行学习。利用公式x＝v0t＋at2和v＝v0＋at推导出了位移与速度的关系：v2－v＝2ax.到本节为止，匀变速直线运动的速度—时间关系、位移—时间关系、位移—速度关系就都学习了．解题过程中应注意对学生思维的引导，分析物理情景并画出运动示意图，选择合适的公式进行求解，并培养学生规范书写的习惯，解答后注意解题规律．
【教学过程】
★新课导入★
复习匀变速直线运动规律：
1、速度与时间关系： v＝v0+at
2、位移与时间关系：
我们学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系，知道了匀变速直线运动的速度－时间图象中，图线与时间轴所围面积等于物体的位移；并推导出了匀变速直线运动的位移－时间公式。这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。
★新课内容★
一、位移速度公式
速度公式：v＝v0＋at?t＝ ①
位移公式：x＝v0t＋at2 ②
两式联立的?v2－v＝2ax.
注意：
1、此式优点：不需计算时间t 。
2、公式中四个矢量 v、v0、a、x 要规定统一的正方向。
★掌握了匀变速直线运动的三个基本公式:
①
②
③
这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。
1、“知三求二法”：以上四式中只有两个是独立的（即由其中任意两个可以推导出其它两个），所以对于一个选定的研究过程，必须知道其中三个量，才能用公式求出另外两个量。
2、在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。
★匀变速直线运动问题的解题思路
(1)确定研究对象及研究过程．
(2)选取正方向．(矢量的正负值）
(3)根据已知量及未知量，选定公式列方程．
(4)统一单位，求解方程．
(5)验证结果，结合生活实际对结果讨论．
【教学反思】
本节课注意理论和实际相结合，激发学习兴趣理论联系实际是激发学生学习兴趣，启迪学习动机，活跃课堂气氛的一种重要方法。在日常生活中有许多物理现象是趣味性习题的好素材。
学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程，注意选取的题目应由浅入深，不宜太急．对于涉及几段直线运动的问题，比较复杂，引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解．
2.5 自由落体运动
【知识与技能】
1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
4、掌握自由落体运动的特点和规律并能够运用自由落体规解决实际的问题。
5、初步了解探索自然规律的科学方法．培养学生的观察、概括能力。
【过程与方法】
1、通过对实验现象的观察，提高学生对事物变化的分析和概括能力；
2、经历科学探究的过程，体验科学探究的思维方法；
【情感态度与价值观】
通过研究自由落体运动，培养学生浓厚的科学兴趣及严谨的科学态度。
【教学重难点】
★教学重点★
1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程．
2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题．
★教学难点★
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题．
【教材分析】
本节首先把生活中常见的落体运动，采用抓住主要因素，忽略次要因素的方法抽象出自由落体运动这一理想化模型，然后通过实验探究分析得出自由落体运动的性质和规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。
通过本节课的学习，学生不仅要知道自由落体运动的条件，还要理解自由落体加速度，并且掌握自由落体运动的规律，还能运用规律解决一些实际问题；体会理想化研究方法的重要意义，经历探究物体运动的过程，熟悉科学探究的方法和步骤。
【教学过程】
★新课导入★
创设物理情景——物体的下落运动是一种常见的运动。
【提出问题】苹果为什么会下落得比树叶快？是不是重的物体下落得快？
★新课内容★
一、自由落体运动
实验一：将一张白纸裁成相同的两半，另一片揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。
实验二：将一张白纸裁成相同的两半，其中一半再裁成两半即原来的四分之一，将四分之一的这半揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。
★实验分析：
实验二：说明轻的物体也可能比重的物体下落得快，前面的结论错误。
实验一：说明质量相同的物体下落的快慢不同，如果按照亚里士多德的观点，则两物体下落的快慢应该相同，与事实不符；所以说重的物体下落得快的说法不准确。
实验一：两纸片的空气阻力不同，质量相同，说明物体下落的快慢要受到空气阻力的影响。
进一步引导学生构建自由落体运动模型，在学习知识的同时体会模型建立的思想与方法以及构建理想化模型的意义。
★自由落体运动─—牛顿管演示实验
演示实验：让质量不同的鸡毛、铁片等物体在一个抽掉空气的玻璃管里下落，可以明显看到不同质量的物体下落的快慢是相同的。放入空气后，再重复前面的实验，发现其中的羽毛和铁片下落的快慢不相同。
自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。
总结自由落体运动条件：
（1）从静止开始运动
（2）只受重力作用（当空气阻力影响很小可忽略不计时，实际物体的下落也可以看作自由落体运动）
★探究自由落体运动的性质
【展示图片】
提出问题：自由落体运动是一种什么样的运动？
引导学生定性分析：直线，加速
问：是匀加速直线运动吗？如何判断？
【分组实验】用打点计时器探究自由落体运动的规律
二、自由落体运动加速度
怎样求出其加速度呢？从频闪照片上能行吗？（能）请同学们用你测得的数据计算出自由落体运动的加速度为多少？（由开始的数据可计算出自由落体加速度）
位移大小（m）
位移比例
加速度（m/s2）
S1=
S2=
S3=
S4=
S5=
由实验可以测得本图片上的自由落体运动的加速度为9．801m/s2，在物理学中自由落体运动的加速度又叫做自由落体加速度，或重力加速度常常用字母g表示。
这张频闪照片是人民教育出版社的网站上提供的北京地区的自由落体照片。所以这个地方还有一个疑问，在同一个地点，不同的物体做自由落体运动的加速是不是相同的呢？（相同，由前面实验的结论：不同的物体做自由落体运动时其运动的情况是相同的，即有相同的时间里位移相同；和S=at2/2可得a是一定相同的。）
科学家们又在不同的地点测量重力加速度，请同学们阅读课本上第 页的表格，思考：在地球上重力加速度随纬度的变化而怎样变化？变化是大还是小？（国际上取北纬45度的海平面的重力加速度9．80665m/s2为标准值，通常我们在计算时g取9．8m/s2，粗略估算时取10m/s2 。）
重力加速度的方向竖直向下
结论：自由落体运动非常特殊，是一个初速度为0，加速度大小为g，方向竖直向下的匀加速直线运动
三、自由落体运动的规律
根据学过的匀变速直线运动的知识，结合自由落体运动的规律，自主探究自由落体运动的规律，教师给予点拨。得出：
【类比】自由落体运动规律 匀变速运动规律
V=g t V=V0+at
h= 1/2g t2 x=V0 t + 1/2a t2
V2=2gh V2 –V02=2ax
【教学反思】
为更好地发挥教师的主导作用和学生的主体地位，突出重点，突破难点，主要采用以下教学方法：讲授法、实验法、讨论法、类比法等
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
【知识与技能】
1、了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法；
2、能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。
【过程与方法】
1、让学生初步体会抽象思维、提出假说、科学实验是进行科学研究的重要思路和方法．
2、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．
【情感态度与价值观】
1、激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质；
2、培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。
【教学重难点】
★教学重点★
通过重现重大发现的历史过程，让学生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。
★教学难点★
1、“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．
2、当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证；
3、引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。
【教材分析】
本节内容是让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思.教材编写的脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表述生动、通俗易懂，因此，适合于学生自主学习.
本节注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容.过去的教学过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养.因此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标.
【教学过程】
★新课导入★
我们用手拿一个小球和一张纸片，放开后，小球和纸片从静止开始下落.我们可以看到，小球先落地，纸片后落地.
公元前4世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德（Arestotle）根据与我们类似的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落得快.
亚里士多德的论断流传了近2 000年，直到16世纪，在意大利的比萨斜塔上，伽利略做了著名的两个球同时落地的实验.两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样的清脆美妙，又是那样的发聋振聩！它动摇了人们头脑中的旧观念，开创了实验和科学推理之先河，将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台.
今天这节课我们就一起来经历伽利略对自由落体运动的研究过程，领悟这位大师的科学精神、物理思想、研究方法，得其精髓，有所借鉴.
★新课内容★
一、绵延两千年的错误
(课件展示)亚里士多智的观点：物体越重，下落越快．
著名的思想家亚里士多德(Aristotle，前384一前322)经过了观察和总结认为“物体下落的速度与重力成正比”．这一观点正好应和了人们潜意识里的想法，同时，它又是伟大的亚里士多德提出的论断，人们深信不疑．从那以后，人们判断物体下落的快慢．甚至给孩子们上课时一直坚持这一观点，这一观点一直延续了2000多年，从没有人对它提出异议．
★交流与讨论：
提出问题：为什么会有错误的认识呢?
参考答案：错误认识的根源在于不注童探索事物的本质，思考不求甚解．
二、逻辑的力量
让学生阅读教材P46页的相关内容：16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略（Galileo Galilei,1564—1642）对亚里士多德的论断表示了怀疑．后来，他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此作出了评论．
根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大．假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大．这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境．
为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快．（传说伽利略在比萨斜塔上做过落体实验，但后来又被严谨的考证否定了．尽管如此，来自世界各地的人们都要前往参观，他们把这座古塔看做伽利略的纪念碑）
★做一做
请你用一枝铅笔和较厚的一本书如图所示，体验伽利略佯谬．
三、猜想与假设
伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动．他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的．但是．速度的变化怎样才算均匀呢?他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等，另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等．伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动．
四、实验验证
让学生阅读教材P47页的相关内容，阅读后讨论以下问题：
【困难一】速度无法直接测量
突破：间接验证，借助于数学推理得出从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移与时间的平方成正比.
若v0＝0,且v∝t
必有x∝t2
【困难二】落体运动时间太短，无法准确测量
突破：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验，“冲淡”重力，使其加速度减小。
由于伽利略时代的实验仪器不能精确测量快速下落所需的时间，所以他设想通过斜面落体来“冲淡重力”，并通过延伸斜面和控制斜面倾角来控制物体运动的速度和所经历的时间．经过多次实验发现，虽然不断改变斜面的倾斜度，但得到的结果有共同点：小球经过的距离的比值等于经过这些距离对应所用时间间隔的平方之比．伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到90度时，实验结论仍应成立，此即竖直落体运动．至此，伽利略就完成了对自由落体运动的研究．
虽然当时伽利略已经意识到空气的阻力将影响物体的下落，但是由于科学发展和仪器设备的限制，当时仍然没有办法用实验手段得到真空，所以并不能真正地完成一个自由落体运动的实验．伽利略的研究也只能停留在理论研究的部分，直到牛顿的时代，发明了抽气机，才由牛顿设计了钱羽管（又称牛顿管），真正用实验证明在真空中，物体下落速度与物体重力无关．于是，伽利略的理论终于从纯理论研究进入实验验证，并通过实验验证了其正确性．
五、伽利略的科学方法
对现象一般观察一提出猜想一运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)一推广应用．
伽利略的科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来．从而有力地推进了人类科学认识的发展．
【教学反思】
这节课最终的目标.为了更好地落实新课标的精神，该教学策略采用了先让学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法.引导学生一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念。
