沪科版《物理必修1》
2.1 伽利略对落体运动的研究
教学目的：
知识与能力：认识伽利略的研究思路，知道猜想和假说要有依据。
过程与方法：体会伽利略的研究过程，感受研究方法的重要性。
情感态度与价值观：关注近代实验科学的产生背景，认识实验在物理学发展中的重要价值。
重点难点：伽利略的研究思路。
实验：钱毛管实验（器材：钱毛管一只，真空泵一只，连接胶管一条）。
教具：ppt课件，《比萨斜塔——物理学的发祥地》视频文件。
教学过程：
一、全章引入
视频播放：《比萨斜塔——物理学的发祥地》（课前5分钟开始，至上课前夕结束）。
简讲引入：比萨斜塔的重大意义在于它和伟大的物理学家伽利略联系在一起，和近代物理联系在一起。
二、进行新课
1、历史的回顾
（1）回顾亚里士多德的结论：重快轻慢。
（2）伽利略佯谬——逻辑的力量：学生自学p44最下面的内容，理解伽利略是怎样利用逻辑推理否定了亚里士多德的结论的。
（3）拨开阻力的迷雾：师生用实验初步分析“重快轻慢”的原因。
学生随堂实验：纸张平落→纸张竖落→纸团下落，体会阻力的作用，体会G>>f时阻力可忽略（伴以ppt演示）。
课堂演示实验：钱毛管实验。在三种情况下观察管中羽毛和小钱币的下落：①有空气；②无空气；③再放进空气。
2、伽利略的探索之路
教师通过ppt演示引导学生了解伽利略的研究思路：
（1）问题的提出：物体下落快慢与物体轻重无关，那么物体究竟在怎样下落？
（2）猜想：v∝t
学生思考：猜想理由是什么？（参见课本p45右下小字内容——直觉〈不一定正确〉）
需要测量什么进行验证？（测v、t——困难一：v难以测量）
（3）数学推理
引导学生自己推断：→
需要测量什么进行验证？（测s、t——困难二：下落太快，t难以测量）
（4）实验验证
介绍装置、方法，尤其是测时间的方法（参见p46下，只是测得了相对时间）
学生思考：怎样验证伽利略测得的数据？（可以用计算比值法、图像法等等）
演示：用Excel分析数据，得出的结论。
播放ppt，介绍斜面倾角θ不同时，的大小不同，θ越大，比值越大。
（5）合理外推
（困难三——如何由斜面上的运动→自由下落物体的运动）
播放ppt，让学生理解将的竖直面作为特殊的斜面的方法。
介绍：外推法——科学研究、物理学习的常用方法。
（6）得出结论：
学生阅读p47末段课文及右边栏拉普拉斯的语录，然后播放ppt：
伽利略的成功，不仅在于找到了落体运动规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路。
3、超越伽利略
学生思考：我们为什么可以超越伽利略？
从p48图2－8怎样测量小球的下降时间和下落高度（位移）？
三、课堂小结
播放ppt进行小结，重点是“伽利略的探索之路”。
四、作业
1、课题研究（作为研究性学习任务）：见p48下。
2、书面作业：根据p48图2－8的频闪照片，用列表、作图像的方法分析计算做自由落体运动的物体的加速度。
主要板书：见幻灯片13第2 部分。
二○一一年十月十四日伽利略手稿数据分析
t 1 2 3 4 5 6 7 8
t2 1 4 9 16 25 36 49 64
s 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
s/t2 32.0 32.5 33.1 32.9 33.0 33.1 32.7 32.9
自由落体的频闪照片分析
计时点 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
t/*0.033s 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
t/s 0 0.264 0.297 0.33 0.363 0.396 0.429 0.462 0.495 0.528 0.561
h/cm 26.00 34.00 43.00 53.50 64.30 76.80 90.00 104.60 120.20 136.50 154.30 173.10
v/m*s-1 0.00 2.58 2.95 3.23 3.53 3.89 4.21 4.58 4.83 5.17 5.55
h/t2/cm*s-1 487.25 487.83 487.48 491.28 487.98 489.75 489.02 490.06 490.56 489.63 490.28 490.60(共15张PPT)
2.1 伽利略
对落体运动的研究
比塔斜塔——物理学的发祥地
（1）亚里士多德的结论：
重快轻慢
（2）逻辑的力量
16世纪，意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。
伽利略又通过实验，验证了他的推断的正确。
比萨斜塔实验
纸团下落
（3）拨开阻力的迷雾
纸片平落
纸片竖落
重力G
重力G
重力G
空气阻力f小
空气阻力f大
空气阻力f很小
无空气
物体自由下落的快慢与轻重无关，应该遵循怎样的规律？
（1）问题
结论
观察
实验
思考
大胆猜测：下落速度随时间均匀增加，即
测瞬时速度V,看是否与t成正比
（2）猜想
结论
观察
实验
思考
解决方法：寻求间接验证的途径（推理）
测下落高度S，看是否与t2成正比
（3）数学推理
结论
观察
实验
思考
困难二 物体下落很快，很难测定不同位移的时间
（思维） “冲淡重力” ：竖直下落 → 斜面运动
（4）实验验证
结论
观察
实验
思考
实验方法 ：
实验数据：
实验结果：
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
Excel验证
结论
观察
实验
思考
①θ不同，比例关系不变
②θ增大，比例常数增大
让铜球从斜槽的不同位置由静止滚下
困难三 怎样用斜面实验结论说明落体运动规律？
外推：斜面运动 → 竖直下落
随θ增大， 增大。
θ=90o时， 最大。
（5）合理外推
外推
结论
观察
实验
思考
伽利略成功地验证了猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律。即：
伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路。
（6）得出结论
结论
观察
实验
思考
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。
高中采用的研究落体运动的方法示例：
1、通过“自由落体频闪照片”研究
2、用打点计时器打出纸带研究
3、利用DIS实验系统研究
1、历史的回顾
（1）亚里士多德的结论；
（2）逻辑的力量——伽利略详谬；
（3）去伪存真——拨开阻力的迷雾。
3、超越伽利略：自己证明自由落体规律，计算加速度。
2、伽利略的探索之路
（6）得出结论：自由落体运动规律：
作业1：课题研究
亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需要力来维持，却是错误的。这是为什么？
请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。
作业2：书面作业
根据P48图2-8的频闪照片，列表证明 ，并做 图像计算做自由落体运动的物体的加速度。
