第一篇：高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動的研究2.6伽利略對自由落體運(yùn)動的研究豎直上拋運(yùn)動學(xué)案新人教版必修

2.6伽利略對自由落體運(yùn)動的研究 豎直上拋運(yùn)動

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.了解伽利略對自由落體運(yùn)動的研究思路和方法； 2.能夠合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖線法處理。3.學(xué)會解決豎直上拋運(yùn)動問題 【創(chuàng)設(shè)問題情景】

1、歷史的錯(cuò)誤：關(guān)于下落物體快慢

閱讀教材第一段，提出問題：為什么會有錯(cuò)誤的認(rèn)識呢？

2、伽利略的邏輯推理

閱讀教材第三、四段，提出問題：伽利略是怎樣論證亞里士多德觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的？

3、猜想與假說

閱讀教材“猜想與假說”部分，提出問題：伽利略在研究落體運(yùn)動過程中遇到了哪些困難？面對這些困難，伽利略是怎樣做的？他作出了大膽的科學(xué)猜想，猜想的內(nèi)容是什么？

科學(xué)的猜想，或者叫假說，這是對事物認(rèn)識的模型，是對事物認(rèn)識的基礎(chǔ)，是建立概念描述規(guī)律的前提。

4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

伽利略在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了怎樣的困難，他又是怎樣克服的？為什么說，伽利略把他的結(jié)論外推到90°需要很大勇氣？

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是檢驗(yàn)理論正確與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)。任何結(jié)論和猜想都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，否則不成理論。猜想或假說只有通過驗(yàn)證才會成為理論。所謂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證就是任何人，在理論條件下去操作都能到得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，它具有任意性，但不是無條件的，實(shí)驗(yàn)是在一定條件下的驗(yàn)證，而與實(shí)際有區(qū)別。

5、科學(xué)的方法

物理學(xué)的研究很注重方法，物理學(xué)習(xí)也要注意方法，所謂科學(xué)方法包括以下幾點(diǎn)： 對現(xiàn)象一般觀察一提出猜想－運(yùn)用邏輯推理一實(shí)驗(yàn)對推理驗(yàn)證一對猜想進(jìn)行修證（補(bǔ)充）－推廣應(yīng)用。【學(xué)習(xí)任務(wù)】

一、伽利略的科學(xué)方法。

①問題的提出。

②提出假設(shè)，邏輯推理。

③利用數(shù)學(xué)和邏輯進(jìn)行推理，然后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

④對假說進(jìn)行修正和推廣。

二、根據(jù)前面學(xué)過的知識完成豎直上拋運(yùn)動相關(guān)問題：

1、定義：

2、運(yùn)動性質(zhì)：初速度為v0，加速度為 －g的 運(yùn)動。

3、處理方法：

⑴ 將豎直上拋運(yùn)動全過程分為上升和下降兩個(gè)階段來處理。

上升階段為初速度為v0，加速度為 －g的 運(yùn)動，下降階段為。要注意兩個(gè)階段運(yùn)動的對稱性。

⑵ 將豎直上拋運(yùn)動全過程視為 的運(yùn)動

2v0hm?2g4、兩個(gè)推論： ①上升的最大高度

tm?v0g

②上升最大高度所需的時(shí)間

5、特殊規(guī)律：由于下落過程是上升過程的逆過程，所以物體在通過同一段高度位置時(shí)，上升速度與下落速度大小，物體在通過同一段高度過程中，上升時(shí)間與下落時(shí)間?！狙a(bǔ)充學(xué)習(xí)材料】

1、豎直上拋一物體，初速度為30m/s，求：上升的最大高度；上升段時(shí)間，物體在2s末、4s末、6s末的高度及速度。（g=10m/s2）

2、某人站在高層樓房的陽臺外用20m/s的速度豎直向上拋出一個(gè)石塊,則石塊運(yùn)動到離拋出點(diǎn)15m處所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s)

3、A球由塔頂自由落下,當(dāng)落下am時(shí),B球自距塔頂bm處開始自由落下,兩球恰好同時(shí)落地,求塔高。

4．伽利略對自由落體運(yùn)動的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖2－

5、6－2所示，可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程，對這一過程的分析，下列說法正確的是()

圖2－

5、6－2 A．其中的甲圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 B．其中的丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 C．運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 D．運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

5、關(guān)于豎直上拋運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A 上升過程是減速過程，加速度越來越小；下降過程是加速運(yùn)動，加速度越來越大 B 上升時(shí)加速度小于下降時(shí)加速度 C 在最高點(diǎn)速度為零，加速度也為零

D 無論在上升過程、下落過程、最高點(diǎn)，物體的加速度都為g

6、將物體豎直向上拋出后，在下圖中能正確表示其速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的圖線是（）

7、物體做豎直上拋運(yùn)動后又落回原出發(fā)點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A、上升過程中，加速度方向向上，速度方向向上 B、下落過程中，加速度方向向下，速度方向向下 C、在最高點(diǎn)，加速度大小為零，速度大小為零 D、到最高點(diǎn)后，加速度方向不變，速度方向改變

8、從高處釋放一粒小石子,經(jīng)過0.5s,從同一地點(diǎn)再釋放一粒小石子,在兩石子落地前,它們之間的距離()A.保持不變 B.不斷減小

C.不斷增大 D.根據(jù)兩石子的質(zhì)量的大小來決定

9、某同學(xué)身高1.8m,在運(yùn)動會上他參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過了1.8m高度的橫桿.據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(g取10m/s)()A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s

10、以初速度40m/s豎直上拋一物體，經(jīng)過多長時(shí)間它恰好位于拋出點(diǎn)上方60m處（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s）？

11、一個(gè)物體從H高處自由落下，經(jīng)過最后196m所用的時(shí)間是4s，求物體下落H高度所用的總時(shí)間T和高度H是多少？取g=9.8m／s，空氣阻力不計(jì)．

12、氣球下掛一重物，以v0=10m／s勻速上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高h(yuǎn)=175m處時(shí)，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多少時(shí)間落到地面？落地的速度多大？空氣阻力不計(jì)，取g=10m／s．

2213、一根矩形桿的長1.45m,從某一高處作自由落體運(yùn)動,在下落過程中矩形桿通過一個(gè)2m高的窗口用時(shí)0.3s.則矩形桿的下端的初始位置到窗臺的高度差為多少?(g取10m/s,窗口到地面的高度大于矩形桿的長)

14．氣球以10m／s的速度勻速上升，在離地面75m高處從氣球上掉落一個(gè)物體，結(jié)果氣球便以加速度α=0.1m／s向上做勻加速直線運(yùn)動，不計(jì)物體在下落過程中受到的空氣阻力，問物體落到地面時(shí)氣球離地的高度為多少?g=10m／s．

第二篇：高中物理 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究教案（定稿）

主題： 2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究 編輯：

【目標(biāo)要求】

了解落體運(yùn)動研究的史實(shí)，了解邏輯推理的特色，理解任何猜想和假說都須要有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的重要性?！眷柟探滩模€(wěn)扎穩(wěn)打】

1．關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是

（）A．某段時(shí)間的平均速度等于這段時(shí)間初速度與末速度和的一半 B．某段位移的平均速度等于這段時(shí)間初速度與末速度和的一半 C．在任何相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同 D．在任何相等時(shí)間內(nèi)位移變化相同

2．自由落體運(yùn)動在任何兩個(gè)相鄰的1s內(nèi)，位移的增量為

（）A．1m

B．5m

C．10m

D．不能確定

3．甲物體的重量比乙物體大5倍，甲從H高處自由落下，乙從2H高處與甲物體同時(shí)自由落下，在它們落地之前，下列說法中不正確的是

（）A．兩物體下落過程中，在同一時(shí)刻甲的速度比乙的速度大 B．下落1s末，它們的速度相同

C．各自下落1m時(shí)，它們的速度相同

D．下落過程中甲的加速度比乙的加速度大 4．一物體從H高處自由下落，經(jīng)ts落地，則當(dāng)它下落A．

t時(shí)，離地高度是

（）2H

23H

4B．

H 4D．C．

3H 2【重難突破—重拳出擊】

1．長為5m的豎直桿下端距離一豎直隧道口為5m，若這個(gè)隧道長也為5m，讓這根桿自由下落，它通過隧道的時(shí)間為

（）A．3s

B．(3?1)s

C．(3?1)s

D．(2?1)s

2．圖2-14將小球豎直向上拋出后，能正確表示其速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖線是

()

圖2-14 3．甲、乙兩物體所受重力之比為1：2，甲、乙兩物體所在的位置高度之比為2：1，它們都做自由落體運(yùn)動，則下列說法中正確的是

（）A．落地的速度之比是2：1

B．落地時(shí)的速度之比是1：1 C．下落過程中的加速度之比是1：2

D．下落過程中加速度之比是1：1 4．如圖2—15小球自由下落過程的相片，每兩次閃光時(shí)間間隔為

1s,A、b、c、d是四個(gè)30相鄰位置。由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得知，重力加速度的數(shù)值是()2圖2—15 A.9.86m/sB．9.78m/s 2 2C.9.70m/s D．9.92 m/s

5．石塊A自塔頂自由落下s1時(shí)，石塊B自離塔頂s2處自由落下，兩石塊同時(shí)落地．則塔高為

()A．s1+s2；

(s1?s2)2B．

4s1(s1?s2)2D．

s1?s2s1C．

4(s1?s2)

6．如圖2-16所示，可以表示兩個(gè)做自由落體運(yùn)動的物體同時(shí)落地的速度－時(shí)間圖象的是（t0表示落地時(shí)間）

（）

圖2-16 2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究

【鞏固教材－穩(wěn)扎穩(wěn)打】1.AC

2.C

3.AD

4.B

【重難突破—重拳出擊】 1.B

2.D

3.D 4.A 5.B 6．D

第三篇：高一物理 2.6 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究教案 新人教版

第六節(jié) 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究

學(xué)習(xí)目標(biāo)

（一）課程要求

1．了解研究落體運(yùn)動的史實(shí)，體會邏輯推理的方法。

2．通過重現(xiàn)重大發(fā)現(xiàn)的歷史過程，親臨其境探究伽利略對自由落體運(yùn)動研究的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)其科學(xué)思維方法和巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。3．理解任何猜想和假說都必須有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的重要性。

（二）重、難點(diǎn)

1．感受伽利略的探究過程，體會其科學(xué)方法

2．理解任何猜想和假說都必須有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的重要性。強(qiáng)化基礎(chǔ)

1．在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度和加速度等概念用來描述物體的運(yùn)動，并首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)的發(fā)展()A．亞里士多德 B.伽利略 C.牛頓 D．愛因斯坦 2．伽利略對自由落體運(yùn)動的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏 輯思維的完美結(jié)合，如圖1所示，可大致表示其 實(shí)驗(yàn)和思維的過程，對這一過程的分析，下列說 法正確的是()A．其中的甲圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 B．其中的丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 C．運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 D．運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

3．某同學(xué)搖動蘋果樹，在同一高度一個(gè)蘋果和一片樹葉同時(shí)從靜止開始落向地面，發(fā)現(xiàn)蘋果先著地，下面說法中正確的是()A.蘋果和樹葉做的都是自由落體運(yùn)動 B.蘋果和樹葉的運(yùn)動都不能看成自由落體運(yùn)動

C.蘋果的運(yùn)動可以看成自由落體運(yùn)動，樹葉的運(yùn)動不能看成自由落體運(yùn)動 D．假如不計(jì)空氣阻力，則蘋果和樹葉會同時(shí)落地

4．在勻變速直線運(yùn)動的位移公式和速度公式中，除時(shí)間t外，共有四個(gè)矢量，若取初速度

圖1

方向?yàn)檎较?，那么（）A.勻加速直線運(yùn)動中ɑ為正值 B.勻加速直線運(yùn)動中ɑ為負(fù)值 C.勻減速直線運(yùn)動中ɑ為負(fù)值

D.勻加速和勻減速直線運(yùn)動中ɑ均為正值 5．伽利略用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證v?t的困難是（）

A．不能很準(zhǔn)確地測定下落的距離 B．缺少科學(xué)研究方法的指導(dǎo) C．無法直接測定下落物體的瞬時(shí)速度 D．當(dāng)時(shí)沒有精確測量時(shí)間的儀器

6．伽利略在做銅球沿斜面運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（）

A．銅球沿斜面滾下的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動

B．斜面的傾角一定，換用不同質(zhì)量的銅球，小球的加速度都相同 C．斜面的傾角一定，從不同高度開始滾下的銅球，加速度不同 D．銅球的加速度隨斜面傾角增大而增大

7．伽利略科學(xué)思想方法的核心是把 和諧的結(jié)合起來，從而有力的推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展，其科學(xué)研究過程的基本要素包含：對對象的一般觀察、、運(yùn)用邏輯得出推論、、。提升能力

8．物體做勻變速直線運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A.第1s內(nèi)的速度變化量小于第2s內(nèi)的速度變化量 B.第1s內(nèi)的位移可能小于第2s內(nèi)的位移 C.第1s內(nèi)的速度變化量等于第2s內(nèi)的速度變化量

D.兩相鄰相等時(shí)間間隔通過的位移之差為恒量

9．甲、乙兩物體從不同高度做自由落體運(yùn)動，但同時(shí)落地。已知甲物體自由下落的時(shí)間為3s，乙物體自由下落的時(shí)間為1s。那么，當(dāng)乙物體開始下落時(shí)，甲物體距地面的高度是多少？ 感悟經(jīng)典

（河南省2010高考調(diào)研試題）某校科技小組在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)思想的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑時(shí)是否做勻變速直線運(yùn)動。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從不同高度沿斜面由靜止下滑，并同時(shí)打開水龍頭的閥門，使水流到量筒中；當(dāng)滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門（整個(gè)過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的）。該實(shí)驗(yàn)探究方案是利用量筒中收集的水量來測量___________的。

（2）下表是該小組測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，V為相應(yīng)過程中量筒中收集的水量。分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)___________，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運(yùn)動的結(jié)論。

（3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有：距離測量的不準(zhǔn)確，水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于__________等。（寫出一項(xiàng)即可）．

答案：（1）時(shí)間

s（2）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，V2是一常數(shù)

（3）斜面摩擦不均勻、水量測量不準(zhǔn)確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等都可以

第六節(jié) 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究 一．強(qiáng)化基礎(chǔ)

1．B 2．AC 3．CD 4．AC 5．CD 6．ABD 7．實(shí)驗(yàn)和邏輯推理;提出假設(shè)、通過實(shí)驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)、對假說進(jìn)行修正和推廣 二.提升能力

8．BCD 9．25m

第四篇：高中物理：《伽利略對落體運(yùn)動的研究》教案(滬科版必修1)

第二章 研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 2.1 伽利略對落體運(yùn)動的研究 教案（1）

★教學(xué)目標(biāo)

(一)1.2.知識與技能

了解伽利略對自由落體運(yùn)動的研究思路和方法

學(xué)習(xí)伽利略的思想和精神，培養(yǎng)敢于堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)合作精神。(二)

3.4.過程與方法

經(jīng)歷伽利略對自由落體運(yùn)動的研究方法，感悟科學(xué)探究的方法；

親身經(jīng)歷探究的過程，嘗試探究的方法，提高實(shí)驗(yàn)的技能，培養(yǎng)主動參與、勤于動手的學(xué)習(xí)習(xí)慣。(三)

5.6.情感態(tài)度與價(jià)值觀

激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)伽利略敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，善于觀察思考，知難而進(jìn)的優(yōu)秀品質(zhì) 培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致的意志品質(zhì)，創(chuàng)新思想和互相協(xié)作的精神

★教學(xué)重點(diǎn)

1.了解探索過程，明確探索的步驟，同時(shí)了解實(shí)驗(yàn)及科學(xué)的思維方法在探究中的重要作用，從中提煉自己的學(xué)習(xí)方法。

★教學(xué)難點(diǎn)

1.觀察－思考－推理－猜想－驗(yàn)證” 是本節(jié)的重點(diǎn)思路，也是培養(yǎng)良好思維習(xí)慣的重要參考

★教學(xué)過程

設(shè)計(jì)思路：本文主要目的是帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)經(jīng)歷伽得略對自由落體運(yùn)動的研究方法，感悟科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生勇于敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，善于觀察思考，知難而進(jìn)的優(yōu)秀品質(zhì)。所以我們按照“觀察－思考－推理－猜想－驗(yàn)證”這樣的科學(xué)探究思路引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)

一、伽利略的探究

師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了一種理想的運(yùn)動模型：自由落體運(yùn)動。大家都知道，落體運(yùn)動是非常常見的，但就這樣一個(gè)常見的運(yùn)動，人類對它的認(rèn)識經(jīng)歷了差不多兩千年的時(shí)間才變得

清晰起來。這究竟是怎么回事呢？在人類歷史上，最早研究運(yùn)動問題的要算古希臘學(xué)者亞里士多德了。亞里士多德通過觀察推斷：物體下落快慢由它們的質(zhì)量決定。他的這一推斷符合人們的常識，以至于其后兩千年里，大家都奉為經(jīng)典。但到了16世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略對亞里士多德的論斷產(chǎn)生了懷疑，用自己方法證明了亞里士多德觀點(diǎn)的錯(cuò)誤并且得出了落體運(yùn)動的規(guī)律。下面我們就隨著伽利略的思想一起體驗(yàn)他的探究過程。

1、伽利略的思考：

師：伽利略通過自己的觀察對亞里士多德的觀點(diǎn)產(chǎn)生了懷疑，并通過邏輯推理讓亞里士多德的觀點(diǎn)自相矛盾。你能做到用亞里士多德的觀點(diǎn)證明亞里士多德觀點(diǎn)的錯(cuò)誤嗎？

伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方。根據(jù)亞里士多德的理論，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭下落速度大。假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把這兩塊石頭拴在一起時(shí)，下落快的會被下落慢的拖著而減慢，下落慢的會被下落快的拖著而加快，結(jié)果，整個(gè)系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該介于8和4之間。但從另一個(gè)角度講，兩塊石頭拴在一起，加起來比大石頭還要重，因此整個(gè)系統(tǒng)的速度應(yīng)該大于8，由同一理論得到的結(jié)論相互矛盾，從而使亞里士多德的理論陷入困境。

補(bǔ)充：“兩種新科學(xué)的對話”一書中寫道：

薩爾維阿諦（伽氏）：如果把兩個(gè)自然速率不同的物體綁在一起，那么落得快的物體會被落得慢的物體拖著而減速，落得慢的物體會被落得快的物體拖著而加速，你同意嗎？

辛普利丘（亞氏）：沒有疑問，你說得對。

伽氏：但是，如果這是對的，那么我們?nèi)∫粔K大石頭，例如它的下落速率為八，再取一塊小石頭，下落速率為四，將它們栓在一起，整個(gè)系統(tǒng)的下落速率應(yīng)該小于八；但是，兩塊石頭栓在一起，要比速率為八的石頭重。因此可以得出，重物體比輕物體的運(yùn)動速率要小的結(jié)論，這個(gè)結(jié)論剛好和你的推測相反。

亞氏：我完全被搞糊涂了，??說實(shí)在的，這完全超出了我的理解力??。

2、伽利略的猜想

先問問學(xué)生會作怎樣的猜想。

伽利略認(rèn)為，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快。他猜想落體運(yùn)動應(yīng)該是一種最簡單的變速運(yùn)動，物體的速度應(yīng)該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算是均勻的呢？他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對時(shí)間來說是均勻的，即v與t成正比；另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即v與x成正比。

數(shù)學(xué)推理 伽利略通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得出：如果v與x成正比，將會得到十分復(fù)雜的結(jié)論；如果v與t成正比，它通過的位移x就與t成正比。

要點(diǎn)注意：伽利略是先猜想速度與時(shí)間成正比，然后數(shù)學(xué)推導(dǎo)出位移與時(shí)間的平方成正比的，然后通過難數(shù)學(xué)推導(dǎo)的結(jié)論證明速度與時(shí)間成正比的?！百だ酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)得到位移與時(shí)間的平方成正比的結(jié)論”是錯(cuò)誤的。

3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了便于測量時(shí)間，伽利略設(shè)法用斜面做實(shí)驗(yàn)。他在木制斜槽上蒙上羊皮紙，讓銅球從光滑的羊皮斜槽上滾下，通過上百次對不同質(zhì)量的小球沿不同傾角的光滑斜面越大的定量研究，發(fā)現(xiàn)小球沿光滑斜面運(yùn)動時(shí)通過的位移x確實(shí)與t2成正比，小球的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，且傾角一定不同小球的加速度一定，傾角越大加速度越大。

4、合理外推 伽利略將他在斜面實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論做了合理的外推：設(shè)想斜面的傾角越接近900，小球

2沿斜面滾下的運(yùn)動就越接近于自由落體運(yùn)動；當(dāng)斜面的傾角達(dá)到900時(shí)，小球就做自由落體運(yùn)動。從而，自由落體運(yùn)動是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，且所有物體自由下落時(shí)的加速度都相同。

二、伽利略的科學(xué)方法 伽利略對運(yùn)動的研究，不僅確立了許多用于描述運(yùn)動的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法，或者說給出了科學(xué)研究過程的基本要素。伽利略科學(xué)方法的核心是把和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。

一、亞里士多德為什么在物理問題中總是出錯(cuò)──評述亞里士多德的功與過

附：課外閱讀材料（印發(fā)給學(xué)生）

物理教科書上，亞里士多德給同學(xué)們的形象不好。他老是出錯(cuò)，請同學(xué)們講一講，他有哪些錯(cuò)誤的結(jié)論。

“物體下落的快慢是由它的重量決定的，物體越重，下落得越快”、“力是維持物體運(yùn)動的原因，用力推車，車才前進(jìn)，停止用力，車子就要停下來”。

是否覺得亞里士多德實(shí)在太不高明，而伽利略則比他偉大千倍。其實(shí)這種看法過于偏激，事實(shí)上，亞里士多德是古代的一位偉大思想家，一位百科全書式的大學(xué)問家，他有著成就事業(yè)的理性方法，又有著幾乎無所不及的思想成果，是古代科學(xué)思想的偉大代表，不僅在哲學(xué)、邏輯學(xué)方面的成就至今還被應(yīng)用著，而且對物理學(xué)的前期發(fā)展是有貢獻(xiàn)的。

①亞里士多德認(rèn)為，物體永遠(yuǎn)在運(yùn)動變化，“運(yùn)動是永恒的，不能在一個(gè)時(shí)候曾經(jīng)存在，在另一個(gè)時(shí)候不存在”這種運(yùn)動永恒的觀點(diǎn)具有唯物主義思想，包含辯證法的因素，至今仍是積極而有價(jià)值的。

亞里士多德提出的“自然運(yùn)動”與“非自然運(yùn)動”的理論。其中含有靜止慣性的思想，在遙遠(yuǎn)的公元前，已是難能可貴的了。

②亞里士多德認(rèn)為地上的物質(zhì)由土、水、氣、火這四種“基本元素”組成；企圖從物質(zhì)本身來說明自然，把科學(xué)從宗教與神話中解放出來，這一精神是有進(jìn)步意義，這是人類幼年時(shí)代的思想精粹。

③亞里士多德主張大地是球形的，并列出了一些事實(shí)來證明。他說，當(dāng)月蝕的時(shí)候，其顯明的部份恰帶有球形的形狀??月蝕的成因乃是由于地球遮蔽月球之故，因而這就是說，地球表面的球形確定了月球的輪廓：認(rèn)識到大地是球形，是一個(gè)重大的認(rèn)識飛躍，為后來引力理論的建立作了思想準(zhǔn)備。

這樣一位偉大的學(xué)者為什么在物理問題上經(jīng)常出錯(cuò)？亞里士多德的錯(cuò)誤不在于頭腦也不全在于時(shí)代，而在于研究方法。亞里士多德對物理的研究是采用“觀察加直覺”的方法，他的那些錯(cuò)誤結(jié)論是靠觀察，并依賴直接推理，得出一系列直覺結(jié)論。固然，觀察與直覺對物理研究是至關(guān)重要的。詳細(xì)的觀察和良好的直覺往往導(dǎo)致偉大的發(fā)現(xiàn)。然而物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以根據(jù)直接觀察所得出的直覺結(jié)論不是都可靠，有時(shí)會將人們引入歧途。如果說伽利略比亞里士多德偉大，就在于伽利略是第一位創(chuàng)造通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)的科學(xué)研究方法的科學(xué)家．

二、伽利略與自由落體

亞里士多德的學(xué)說在十六世紀(jì)仍然如日中天，人人都奉為經(jīng)典，沒有人提出任何的懷疑。亞里士多德關(guān)于「自由落體」的學(xué)說是：物體自高處自由落下的速度和重量成正比。也就是說，一個(gè)十磅重的物體，下墜的速度會比一磅重的物體快十倍。這個(gè)學(xué)說在大小的外表上看來，似乎非常的合理，而且人人也都相信學(xué)說的真確性，教授們嚴(yán)肅的把這個(gè)學(xué)說教給他們的學(xué)生，學(xué)生們也都敬謹(jǐn)?shù)慕邮苓@個(gè)學(xué)說，只有伽利略表示懷疑。

伽利略曾經(jīng)親眼目睹大小不同的冰雹，同時(shí)一起掉落到地。根據(jù)常識判斷，它們似乎是從同一高度一起下墜的，但是按照亞里士多德的學(xué)說，較大的冰雹應(yīng)該先落到地面上，小冰

雹在接著掉來，伽利略觀察到的并非如此。

他做了許多實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺亞里士多德的學(xué)說是錯(cuò)誤的，他決心指出這項(xiàng)錯(cuò)誤。傳說有一天，他邀請有關(guān)的教授到比塞塔前，拿出一個(gè)一百磅的重體，和一個(gè)一磅的重體。

伽利略問所有的教授們：

「假如這兩個(gè)重體同時(shí)自塔頂自由落下，結(jié)果如何？」

教授們議論紛紛，誰也沒有做過這樣的實(shí)驗(yàn)，沒有人敢預(yù)料結(jié)果如何。

以往，他們按亞里斯多德的學(xué)說照本宣科，從來沒有懷疑過。現(xiàn)在，居然有一位二十五歲的青年，提出了要求證據(jù)的疑問。結(jié)果呢？要是兩個(gè)重體以非常懸殊的速度墜落地面，教授們可以松一口氣，證明亞里士多德的學(xué)說是正確的，伽利略將被冠上「說謊者」、「攪局者」的罪名。要是兩個(gè)重體同時(shí)墜落地面？又將如何解釋呢？是揚(yáng)棄奉行多年的亞里士多德學(xué)說，接受伽利略實(shí)驗(yàn)所證明的事實(shí)，還是對伽利略的實(shí)驗(yàn)視若無睹？

比薩塔的傾斜度可以使墜體不受阻礙，伽利略塔頂大喊：

「看清楚了沒有？下來了！」

兩個(gè)重體砰然而下，小的重體始終和大的重體并行，而且同時(shí)落地。這兩個(gè)重體的砰然一聲，并不表示亞里士多德的學(xué)說已經(jīng)崩潰。因?yàn)檫@一群教授在不想相信一件真實(shí)事物的時(shí)候，根本不去看一看、摸一摸，無論如何也不愿意承認(rèn)亞里士多德的學(xué)說是錯(cuò)誤的。更荒謬的是他們反而懷疑伽利略為了證實(shí)速度相同，而在重體內(nèi)隱藏了「魔術(shù)」。

三、評述伽利略的科學(xué)研究方法

①比薩有座著名的塔，建于1173年。塔高54．6m（179英尺），由于塔基問題，塔身發(fā)生傾斜，那正是理想落體實(shí)驗(yàn)場所。伽利略為了證明他的論斷，他邀請了許多人到斜塔旁觀看，有他的支持者，也有他的反對者。伽利略一手拿著1只0．454kg（1磅）重的鉛球，另一手拿著一只4．54kg（10磅）重的鉛球，一步一步地登上斜塔，那些支持亞里士多德的學(xué)者發(fā)出“噓噓”的嘲笑聲，準(zhǔn)備看他“失敗”的實(shí)驗(yàn)。伽利略到了塔頂，向下面人作了手勢，叫喊著：“現(xiàn)在請各位注意！”他隨即一松手，兩只鉛球筆直落下?！芭尽钡匾宦暎瑑蓚€(gè)重量不等的鉛球同時(shí)落地。

②伽利略用實(shí)驗(yàn)方法證明亞里士多德的看法是錯(cuò)誤的，還用實(shí)驗(yàn)證明了力不是維持物體運(yùn)動而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，并根據(jù)斜面實(shí)驗(yàn)，提出慣性的概念，總結(jié)出了慣性定律，自由落體運(yùn)動定律，相對性原理，發(fā)現(xiàn)了單擺等時(shí)性原理，用自制的33倍望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一系列天文現(xiàn)象。

③伽利略為了確立新的自然研究法──實(shí)驗(yàn)法的地位，又同教會的唯心論世界觀進(jìn)行了

激烈的斗爭，受到羅馬宗教法庭的迫害，罰他每星期背誦七篇懺悔圣詩，無限期地監(jiān)禁在他自己家中。但強(qiáng)權(quán)沒有迫使伽利略屈服，他在家中寫下了《兩種科學(xué)的對話》，它用實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上打開了人們的眼界。不幸的是這本書出版時(shí)，伽利略已雙目失明，永遠(yuǎn)也看不到它了。

偉大的物理學(xué)家愛因斯坦給了伽利略極高的評價(jià)，說“伽利略的發(fā)現(xiàn)及他所用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺的結(jié)論不總是可靠的，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會引到錯(cuò)誤的線索上去”。這精辟的分析告訴了我們伽利略成功的秘訣和亞里士多德失敗的原因。

第五篇：高中物理《實(shí)驗(yàn) 研究平拋運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2

物理必修二《5.4 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計(jì)（第二課時(shí)）

★教學(xué)目標(biāo)

1.知道平拋運(yùn)動可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，加強(qiáng)感官印象，加深對平拋運(yùn)動特點(diǎn)的理解。3.能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到物體做平拋運(yùn)動的軌跡，能夠?qū)ζ綊佭\(yùn)動軌跡進(jìn)行研究得到結(jié)論。

4.能夠通過對平拋運(yùn)動軌跡的研究計(jì)算平拋運(yùn)動物體的初速度。★教學(xué)重點(diǎn)

A.如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。B.如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

C.通過實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果加深對平拋運(yùn)動的理解

三、通過實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動軌跡 師：剛才的演示實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)行的都是定性的觀察，如果要定量地對平拋運(yùn)動進(jìn)行研究，我們首先必須設(shè)法描繪物體做平拋運(yùn)動的軌跡。師：為了獲得平拋運(yùn)動的軌跡，我這里提供幾種方法供同學(xué)們自己選擇

方法1：用水流研究平拋物體的運(yùn)動

如圖，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動的軌跡。設(shè)法把它描在背后的紙上就能進(jìn)行分析處理了。

插入瓶中的另一根細(xì)管的作用，是保持從噴嘴射出水流的速度不變，使其不隨瓶內(nèi)水面的下降而減小。這是因?yàn)樵摴苌隙伺c空氣相通，A處水的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響。因此，在水面降到A處以前的很長一段時(shí)間內(nèi)，都可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱。

方法2:用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動的軌跡

數(shù)碼相機(jī)大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15幀照片?？梢杂盟臄z小球從水平桌面

飛出后做平拋運(yùn)動的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學(xué)課上畫函數(shù)圖象的方格黑板做背景，就可以根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。方法3:斜面、小槽、小球等實(shí)驗(yàn)儀器(實(shí)驗(yàn)室最常用的一種方法)實(shí)驗(yàn)圖如下：

1、將平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器置于桌面，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板。

2、將描跡記錄紙襯墊一張復(fù)寫紙或打字蠟紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上，使橫坐標(biāo)x軸在水平方向上，縱坐標(biāo)y軸沿豎直方向向下(若用白紙，可事先用鉛筆在紙上畫出x、y坐標(biāo)軸線)，并注意使坐標(biāo)原點(diǎn)的位置在平拋物體(鋼球)的質(zhì)心(即球心)離開軌道處。

3、把接球擋板拉到最上方一格的位置。

4、將定位板定在某一位置固定好。鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運(yùn)動，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。

5、下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時(shí)在面板上留下一個(gè)印跡點(diǎn)。

6、再將接球擋板向下拉一格，重復(fù)上述操作方法，打出第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下拉接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列跡點(diǎn)。

7、變更定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度，按上述實(shí)驗(yàn)操作方法，便可打出另一系列跡點(diǎn)。

8、取下記錄紙，將各次實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)分別用平滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運(yùn)動的軌跡圖線。如圖所示。

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

（１）必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。

（２）調(diào)節(jié)斜槽末端水平，使小球飛出時(shí)的速度是水平方向?？蓪⑿∏蚍庞诖颂幷{(diào)節(jié)到小球不會左右滾動即可。

（３）貼坐標(biāo)紙時(shí)，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標(biāo)紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標(biāo)。

（４）坐標(biāo)原點(diǎn)是斜槽末端處小球球心的位置。（５）每次從同一高度無初速釋放小球。

（６）選取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)來測量x,y的值可減小誤差。描點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使視線與所描的點(diǎn)齊平。