学生实验名师教学视频（文字实录）

人教版高一物理必修一

《伽利略对落体运动的研究》教学设计

甘肃省徽县第二中学刘旭永

教材分析：

人教版必修一把《伽利略对落体运动的研究》单独的作为一节来进行研究学习，其目的在于让学生回到历史时期去感受科学家的探索过程，体验科学研究方法的形成过程及其意义，感受历史上科学研究过程的艰辛，培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，培养学生振兴中华、将科学服务于人类社会的责任感。本节内容侧重于三维目标中对情感态度价值观的培养。

一、教学目标：

(一)知识与技能

了解伽利略对落体运动的科学研究方法及其意义。

(二)过程与方法

⑴体验伽利略对落体运动的科学研究方法。

⑵培养学生科学探究的能力。

⑶帮助学生建立起科学的直觉与经验。

(三)情感态度价值观

⑴体验伽利略对落体运动的科学研究方法。

⑵培养学生的想象力和分析处理物理问题的能力。

⑶体验科学研究过程的艰辛。

⑷形成科学的直觉与经验。

⑸培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。

二、教学重点：

科学研究过程的体验，科学方法的掌握，逻辑推理与实验的完美结合

三、教学难点：形成合理科学的研究方法

四、教学方法：讲述法，实验法

五、课时安排：1节课

六、教学过程

（一）情境引入

1，视频：采访学生重的物体和轻的物体谁下落的快？

师：同学们觉得它们谁先落体，生：铁球先落地。

如果让小钢球和纸片从同一高度下落谁先落地呢（师边讲边演示）？（学生思考汇报:小钢球重所以下落快；受到空气阻力不同下落快慢不同等），师：这是同学们的观点。顺势提问：为什么她们和同学们都有这样的观点呢？

引入新课：生活常识告诉我们：重的物体往往比轻的物体先落地

2000多年前有一个人也和同学们一样，有这样的观点，他通过对大量的物体自由下落的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落的快，即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近2000年。那我们一起看看，这个人是谁，放幻灯片。介绍亚里士多德，分析他们错误观点。

课件展示

亚里士多德其人

恩格斯称他是“最博学的人”。他的全部作品有47部留存。

他的著作包括天文学、动物学、地理学、地质学、物理学、解剖学、生理学、伦理学、心理学、经济学、政治学、修辞学、美学。

名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”。他是柏拉图的学生，同时，他很不赞成自己的老师在数学上的观点。

交流与讨论

提出问题：亚里士多德为什么会有错误的认识呢？而且持续了近2000年呢？

——错误认识的根源在于不注重探索事物的本质和当时社会条件的制约，思考肤浅、不求甚解。

（二）思想的转变

师：一般情况下人们得出结论都往往是在生活经验基础上得到的：重的物体比轻的物体下落快。2000多年前亚里士多德也是凭借生活经验得到：物体下落的快慢由它们的重量决定那

么这个观点正确吗？师：小钢球和纸片落地的快慢，有的同学说跟重量有关，有的同学认为跟空气阻力有关，那么到底谁的观点正确呢？下面我们再用实验验证：同样的小钢球和纸片，

将纸片揉成纸团，让小钢球和纸团从同一高度下落，请同学们观察现象（师演示）。学生观察实验现象汇报：下落一样快。师：由此我们知道质量并不是影响物体下落快慢因素，而是空气阻力。假如没有空气阻力，物体下落应该一样快。400多年前的伽利略通过观察推理验证也得出了和我们一样的观点：物体下落的快慢与物体的质量无关。这与亚里士多德的观点相违背。从此思想观念开始发生变化！师提问：伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？生：伽利略倡导了数学推导与实验相结合的研究方法

(三)逻辑的力量

想知道伽利略是怎么想的吗？

（与我们的探究过程的对比）师解说并总结。

（四）实验探究

如何探究、探究中遇到的困难、如何解决？

困难一：没有相关的物理量

1、伽利略研究落体运动首先应解决的问题：描述运动所需的概念。

诸如平均速度、瞬时速度以及加速度等。

2、伽利略猜想落体是最简单的变速运动，提出两种可能：

（1）速度的变化对时间来说是均匀的v∝t

（2）速度的变化对位移来说是均匀的v∝x

上述两种猜想

通过伽利略的判定和数学推理把第2条猜想否决掉了。

困难二：瞬时速度不能直接测量

解决方案：通过数学运算得出结论物体初速度为0，速度随时间均匀变化，位移与时间二次方成正比。解决方法：由假说出发，经过数学推理，得到推论，用实验验证推论的正确性，进而论证假说的正确性。

s22S

由

V



t

和

t

推出

t

，然后实验验证推论

S



t

的正确

v性。

困难三：落得快时间测不准

解决方案：(冲淡重力法)让铜球沿阻力很小的斜面滚下，测量时长。

困难四：从斜面到落体

（合理外推的勇气，体现了伽利略坚持真理的科学品质）外推的方案：当斜面的倾角为90°时，物体下滑的运动就是落体运动。结论：物体下落时的加速度都是一样的。

（五）理解科学的探究方法意义：至此，他终于成功地验证了原来的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且建立了描述运动的相关概念，更重要的是开辟了一条新的科学研究方法。

科学方法是：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑（包括数学）得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→

（六）超越伽利略

现在我们已经有足够的设备，准确的验证自由落体运动规律，我们不必用斜面来“冲淡重力”，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。

现代研究落体运动的方法：

1、打点计时器

2、用频闪照片

3、自由落体仪（光电计时器）

下节课我们将用打点计时器来研究自由落体运动的规律。

（七）练习巩固

1.（单选）在一高塔顶同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛

到达地面，这主要是因为D A.它们重量不等

B.它们密度不等

C.它们材料不同

D.它们所受空气阻力的影响不同

2. （单选）在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是（）

A.它们受到的空气阻力不等BD B.它们的加速度相等

C.它们落地的速度不等

D.它们下落的时间相等

（八）课堂小结

讨论：学完了这一课你有什么体会? 启发？

要透过现象看本质，不要被事物的表面现象所迷惑，

学会了伽利略科学的研究方法：把逻辑推理和实验完美的结合。

追求真理的科学之路，布满荆棘，困难重重，

面对科学真理要有勇于探索的精神，不惧权威

板书设计：

伽利略对落体运动的研究

亚里士多德

重快轻慢

直觉

伽利略

轻重同速

观察

一般落体

假设

轻重物体下落一样快（不计空气阻力）

推理（逻辑与数学）

结论v与t2成正比

实验验证

结论

合理外推

斜面到落体