《对自由落体运动实验的改进》

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第一篇:《对自由落体运动实验的改进》

《对自由落体运动实验的改进》

(一)、实验原理及实验装置的设计

1、牛顿管的改进

以往我们所用的牛顿管,除了真空管外,在上方装有一个磁铁,可以使带有铁丝的羽毛和铁片被吸附在上面,对此,我做了如下改进(如图所示是结构图,右上角是它的电路连接图):

(1)增强可视性。由于羽毛和铁片较小,再加上玻璃管本身的反光影响,只有坐在前排的同学能看清楚管内的物体,而在后排的学生看管内的物体不是很清楚。于是,我在管壁外侧加了一排发光二级管,可以采用发红光的高亮二级管T5050组成的光带。为了增强发光效果,在二级管外加一层反光板或包一层带有反光膜的贴纸,在装潢店有售的银白色的及时贴就可以用。这样,当羽毛和铁片下落时,在红光的照射下,在远处座位上的同学也能看得清楚了。

(2)增强可控性。以往的牛顿管,在操作时,都是实验者手持一块磁铁放在管子的上方,通过移去磁铁来控制物管内物体的下落,这样极易造成管子的晃动,可控性也不是很好,我是把上方的磁铁改为电磁铁,这样可以通过开关来控制磁性的有无。从面增强了它的可操作性。

2、用作视频投影的纸带和直尺组合成的投影片

如图所示,把一条在自由落体实验中打出的纸带,用双面胶粘在硬纸板上,以便纸带保持平整,并用字母标出典型的待测点。把一根刻度尺紧靠纸带粘帖在下面且固定。这样,当整个装置被投影在大屏幕上时,不但使刻度清晰可见,更可以使学生很方便地读出各点间的距离。并能由此计算出该纸带的加速度。

3、录制采访视频

课前事先录制好一段视频,这是两位同学采访了不同职业的人时的真实情景,视频中的中学生向不同的路人提问:篮球和铅球同时从空中释放,哪一个先落地?为什么?

从录制的情况来看,前一个问题,大家的回答都大同小异,而后一个问题的回答就显得五花八门,十分有趣。这样的情景安排在实验之前,能够激发学生的思辩意识,也能够增强课堂的趣味性。(视频长度大约2.5分钟。)

(二)实验效果

采用了以上的几点实验的改进措施后,增强了实验的可视性和可操作性.另外,在实验前通过视频的播放也增强了实验的趣味性,使得物理理论更贴近生活实际

第二篇:实验改进

一、分子运动──氨分子的扩散

在此实验中,用大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯。学生在实验室中进行实验时,教师可以发现最大的问题在于:氨水挥发出来的刺激性气味很大,而且氨水的用量也较大。对于这个实验的改进方法是:用小烧杯代替大烧杯、用小贝壳代替小烧杯,分别在贝壳内滴入酚酞试液和浓氨水,把实验微型化,这样既节省了药品,现象明显且又不会有很大的刺激性气味。(小贝壳也可以用干奶片的空塑料面板代替。)二、二氧化碳的制取

在实验室制取二氧化碳时,是以大理石或石灰石为原料与稀盐酸反应制取的,那么为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸?为什么不能用碳酸钠代替大理石或石灰石呢?为了让学生理解并掌握这部分知识,可补充下面的实验:(1)用大理石和稀硫酸反应,观察实验现象:刚开始时反应进行很快,但反应一段时间以后,由于微溶于水的硫酸钙不断生成,附着在大理石的表面,使大理石无法接触到稀硫酸,反应就逐渐停止,没有气泡产生。(2)用碳酸钠与稀盐酸反应,观察实验现象:反应速度过快,反应物一会儿就反应完了,产生的气体来不及收集。通过让学生自己动手做实验,观察现象并讨论反思,找出最佳的方法,可以有助于学生更容易地记住结论,巩固所学的知识。三、一氧化碳的可燃性实验

由于一氧化炭有毒,故在课堂演示可燃性时有一定的危险。可以在实验前,用充气玩具收集一氧化碳,然后在出气口接橡皮管(配止水夹和一个尖嘴导管),演示时,教师打开水止夹,轻轻挤压充气玩具将一氧化碳匀速挤出,由学生配合将玻璃尖嘴置于酒精灯火焰上点燃。此方法安全性高、火焰颜色明显、易于操作。

四、燃烧条件的探究实验

白磷在热水下面通入氧气燃烧的趣味实验,在提供给学生的操作设计中,我认为可以做两个改进:1.氧气的储存同样可以采用装入充气玩具的方法,出气口接橡皮管(配止水夹),需要时挤出便可,简单方便;2.由于白磷燃烧时,表面的水会沸腾,部分白磷会浮上水面燃烧,带来安全隐患,故可将一个小漏斗与橡胶管连接,倒放入水中将白磷罩住,通入氧气或空气时,漏斗内的水被排出,白磷可以在水下的漏斗内安全燃烧。

五、金属活动性的探究实验

对于这个实验的改进方法是:在生物实验用的玻璃培养皿中放入两个垂直交叉的塑料片,形成四个格子,分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片,倒入稀硫酸或稀盐酸,使四种金属同时接触酸液,实验现象更具有说服力,而且操作更加简单。

六、溶解过程吸热或放热现象的补充探究实验 对于本探究实验做了如下补充。

首先布置探究课题:如果没有温度计,你将如何设计实验方案来探究物质溶于水时溶液的温度变化?你最多能设计出几种方案?提供几种药品:NaCl、NaOH、器或者药品)、浓硫酸。(还可以选用其他一些仪

要求学生画出设计装置图,小组讨论方案的可行性后,进行实验再探究。补充本开放性探究实验,可增强学生的探究兴趣、提高实验设计能力及动手能力。

(一)分子运动──氨分子的扩散

1、改进的原因:直观有趣的实验可以激发学生的学习兴趣,而课本实验需要时间长,氨水挥发出来的刺激性气味很大,而且氨水的用量也较大。

2、改进方法:

方法一:将细铁丝做成小树状插在橡胶塞上再置于玻璃板上,再将一些浸有酚酞试液的脱脂棉团固定在细铁丝上,在旁边放一只盛有浓氨水小烧杯,用大烧杯将二者罩住。过一段时间后脱脂棉团变为红色。就像开了一树的桃花,学生们一片哗然,不由自主讨论开始了,浓氨水和棉团没有接触怎么会变红呢?这也正是我需要的效果,极大地激发了学生们的积极性。这一实验就验证了分子的运动。

方法二:对于这个实验的改进方法是:用小烧杯代替大烧杯、用小贝壳代替小烧杯,分别在贝壳内滴入酚酞试液和浓氨水,把实验微型化,这样既节省了药品,现象明显且又不会有很大的刺激性气味。(小贝壳也可以用干奶片的空塑料面板代替。)

3、改进的意义:激发学生们的学习兴趣,现象明显,耗时短。节约药品,对环境污染小。只要我们肯动脑筋,认真挖掘,充分利用现有的教学资源,就能找到更科学的、更有效更简便的实验方法。通过实验改进,不仅可以帮助我们更好的完成实验,而且能提高学生的学习兴趣,托展学生思维,提高学生的综合素质,这是很有意义的。

(二)固体氢氧化钠溶于水放热实验

1.改进的原因:实验按照课本上的操作方法,用手触摸试管外壁时,现象不很明显,观察不到,对知识的理解印象不深。

2.改进方法:将试管注入少量水,加热至沸腾,移开火焰,水停止沸腾,加入氢氧化钠固体少量,发现溶液又重新沸腾,说明氢氧化钠溶于水放热,使水又沸腾了。3.优点:现象明显

(二)蜡烛燃烧产物的鉴定

存在的问题:课本实验方法是将烧杯罩在蜡烛火焰上方,时间过短烧杯内水珠不明显;时间过长会因为烧杯内温度过高,水以水蒸气的形式存在观察不到明显现象,且烫手而使实验失败。

改进方法;用试管夹加持试管倒扣在火焰上方。

优点:燃烧生成的二氧化碳和水蒸气温度高、密度小,正好进入试管,遇到试管底部的冷壁冷凝成水珠,再用胶头滴管滴入石灰水,现象很明显,成功率百分之百。

在探究二氧化碳的性质实验时四个实验可以用一个装置完成,方法是,取一个三通管,在它的上部和下部各放一张湿润的蓝色石蕊试纸,然后,将它与二氧化碳的发生装置连接。不一会,可观察到下部的试纸变红,而上部的试纸不变色,证明了二氧化碳密度比空气大,二氧化碳能与水反应生成碳酸。再将一燃着的木条放在三通管的上方,观察到火焰无变化,再把燃着的木条放在下口处,观察到木条立即熄灭,由此证明了二氧化碳的密度比空气大,同时还证明二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧的性质。最后将三通管取下来,把试纸变红的那端放在酒精灯火焰上加热,很快看到试纸由红色重新变成蓝色,说明碳酸不稳定。

一、研究测定空气中氧气含量的实验

新课标中第27页[实验2-1],探究空气中氧气的含量实验,其装置图如右图,操作:在集气瓶内加入少量水,并做上记号,用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的

红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察红磷燃烧的现象,待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象以及水面的变化情况,发现瓶内从烧杯中倒流到瓶中的水上升约1/5。

实验时,发现有如下不足:

(1)红磷在空气中点燃后伸入集气瓶中,伸入过程中易增大实验误差;(2)在集气瓶底预先加入少量的水,对测量氧气是否为1/5的读数不够准确。

为了简化实验,提高实验准确率,我进行了多次的实验改进,最后发现如下的方法较好:

1、实验装置

改进后的实验装置图如下图所示:

2、操作方法:

(1)向两端开口的玻璃管中加入白磷适量,用橡皮塞塞紧两端(2)在酒精灯上均匀微热至白磷燃烧

(3)待白磷熄灭冷却后,将玻璃管的一端浸入水中,并在液面去掉橡皮塞(4)测量液体高度占玻璃管长度的几分之几(除去橡皮塞部分)

3、注意事项:

(1)受热要均匀(也可在白磷下方垫一小片金属片)(2)塞子要塞紧

(3)为使氧气全部反应完毕,白磷要足量,燃烧时可以左右倾斜一下,玻璃管规格:内径3cm,长30cm最好

4、优点:

(1)精确度高(因为没有气体逸出或进入密闭容器)结果非常接近21%(2)便于测量,可以用刻度尺直接测量

(3)时间短,燃烧结束1分钟就可立即伸入水中,现象明显(4)携带方便,操作简单

二、引燃铁丝方法的改进: 教材中第35页[实验2-4],铁丝在氧气中燃烧的实验操作如下:把光亮的细铁丝盘成螺旋状,下端系一把火柴点燃火柴,待火柴快燃尽时,插入充满氧气的集气瓶中

(瓶内预先放少量的水)观察现象,但由于学生经验不足,实际操作过程中,常会伸入过早或过晚而导致实验失败,我在多次的实验尝试中,将引燃铁丝的方法进行了如下的改进:

1、铁丝绕成螺旋状,最下端两环距离略近

2、铁丝最下端滴两滴熔化的蜡烛(或在熔化的蜡烛中浸一下,粘些蜡烛)

3、点燃铁丝下端的石蜡,伸入集气瓶即可将铁丝引燃。

改进后的优点:

(1)用石蜡代替火柴,可避免火柴燃烧后产生的黑色木梗条掉进瓶里,跟生成的黑色四氧化三铁固体接近,容易误导学生

(2)简单方便、快捷,效果明显。

三、质量守恒定律中白磷燃烧实验的改进

1、新课标中,用白磷燃烧探究质量守恒定律的实验改进如下:

操作方法:找一小块铜片,四周翘起形成凹槽,然后取一粒绿豆大小的白磷,放入铜片凹槽中,用镊子将它们放入250ml的锥形瓶中,再找一个与锥形瓶相适应的带气球的橡皮塞将锥形瓶塞紧,(如右图所示),放在托盘天平上称量,然后将锥形瓶放在铁架台上,垫上石棉网,用酒精灯稍稍加热,不久就冒出白烟,立即停止加热,待其冷却后,再次放在托盘天平上称量,两次称量的结果相同。

2、说明:(1)用铜片盛着白磷代替沙,既因为铜片有良好的传热性能,又不让白磷直接与瓶底接触(2)因为锥形瓶是可加热的仪器,同时有铜片盛着小粒白磷燃烧,所以不会使瓶底因高温而炸裂。

3、优点:(1)装置简单,操作方法容易,成功率100%(2)第一次称量与第二次称量,瓶内外空气没有流通,瓶内气体没有流失,保证了称量的准确性。(3)白磷燃烧前后,始终在密闭容器中进行,防止燃烧产物污染环境。

四、探究分子不断运动的实验

1、在多年的化学教学中,讲授分子运动这一实验时,我都会补充这样的实验:(如右图所示)

操作说明:(1)将滤纸按试管规格剪好,滴入4滴酚酞(间隔性滴)(2)在试管口放一团醺有浓氨水的棉花(棉花与滤纸不接触)

2、现象:由试管口至内,滴有酚酞的滤纸由少至多出现红色的小圆粒。

3、优点:(1)现象明显,分子运动的说服力很强(2)操作简便,快捷。

五、在演示点燃纯净的氢气时,因为玻璃中钠离子的影响,所以往往燃烧时我们所看到的火焰的颜色是黄色的,教师又跟学生解释说是因为钠离子的问题,针对这一现象,我在多次尝试时,作了少少的改进,就是在尖嘴导管口加一个小小的铁管,这样,点燃纯净的氢气时,就会很明显的看到蓝色的火焰。

一、培养学生学习化学的兴趣

1、在《绪言》中,我在第一节课设计了如下实验:实验桌上摆着五个烧杯,里边盛着无色液体(五个烧杯都事先标上号,其实这里有先后顺序,依次为酚酞、氢氧化钠溶液、硫酸溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液)。我不动声色地把第一个烧杯中的液体倒入第二个烧杯,溶液立刻变红,学生也兴奋起来。我稍做铺垫:“第一次见到大家很高兴,我特意为大家准备了一杯红酒„„喝酒有害健康!”我把第二个烧杯里的液体都倒入了第三个烧杯里,溶液立刻变成无色,学生又哇的一声,“一杯矿泉水送给大家喜欢吗?„„”接着把第三个烧杯内的液体倒入第四个烧杯,立刻有大量气泡冒出来,“是什么?但喝雪碧过量会造成体内钙元素的流失。”第四个烧杯中的液体倒入最后一个烧杯,马上变成白色液体,学生欢呼起来:“露露,牛奶„„”通过一系列的实验现象,学生对化学的兴趣被调动起来了。在接下来的课堂中我又增加了“烧不坏的手帕”的实验,跟学生的实际生活经验产生了矛盾冲突,适时插进实验,又一次激起了学生渴求学习化学的欲望,同时也给后边的教学打下了埋伏。

2、《燃烧与灭火》课题。在传统教学中,我们总是按部就班地先讲燃烧的条件,再讲灭火原理。该过程也有实验,有图片,学生也能顺理成章地把结论推出来。但我总觉着还是没把学生调动起来,学生身边与燃烧有关的常识还是挖得不到位。后来我发觉学生对灭火很感兴趣,也掌握了一定的灭火方法,索性我把教材的顺序进行了调整:先讲灭火原理,再推出燃烧条件。点燃七、八根蜡烛,让学生用不同的方法熄灭,学生立刻兴奋起来,八仙过海,各显神通,迅速用很多种方法熄灭了火。然后再加以引导:刚才所用的各种方法之所以能灭火,原理是什么?学生很快总结出灭火的原理,教师加以概括,进而推导出燃烧条件。增加的这组实验,是从学生的生活经验入手,他们很乐意参与这样的活动,增加了学生动手的机会。在活动中思考,知识怎么可能学不会呢?

3、“一氧化碳还原氧化铜”实验的改进。在这个实验中我做了如下改进:在集满CO的集气瓶中,先加入少量石灰水,用橡皮塞塞紧,再备一个橡皮塞,下面插入一根较粗的呈螺旋状的铜丝。实验时,先将铜丝在酒精灯上灼烧一会儿,使其表面生成黑色氧化铜。迅速将表面生成黑色氧化铜的铜丝趁热插入集气瓶中,塞紧塞子,此时会看到铜丝表面黑色氧化铜立即变为光亮的紫红色铜。轻轻振荡集气瓶,澄清石灰水立即浑浊。这样改进此实验有以下优点:CO不易扩散,CO用量少且可在学生中传视,时间短,现象明显;尾气直接点燃,容易处理,不会对空气造成污染;并且说明石灰水不与CO反应,由此可启发学生CO中混有少量CO2杂质时,可用石灰水除去CO2,为学生完成课后习题提供了生动的实验基础。

二.对实验进行改进,增加实验的严密性

1、“空气中氧气含量的测定”实验的改进:(1)红磷因为与空气中的氧气发生缓慢氧化生成五氧化二磷,五氧化二磷又具有吸水性,使红磷越来越湿。解决的办法是:把红磷放入水中搅拌,等沉淀后过滤,再把过滤出的红磷倒入水中再搅拌,反复两三次,把过滤出的红磷放在托盘上晾干后放入磨口瓶中保存。(2)把以上干燥的红磷放在燃烧匙中,把玻璃棒在酒精灯上加热后触碰红磷,红磷就会燃烧,接着把燃烧的红磷放入集气瓶中即可。(3)弹簧夹夹的位置离集气瓶端近些,并事前把乳胶管内加入水,减小误差。通过以上改进,就会避免因为装置不足产生的误差。

2、“对蜡烛及其燃烧的”探究。在测蜡烛燃烧生成二氧化碳时,我们通常的方法是把用石灰水润湿的烧杯罩在火焰上方,看石灰水是否变浑浊;或者把烧杯在火焰上罩一段时间后再倒转过来,向烧杯内倾倒石灰水,看是否变浑浊。实际操作过程中浑浊不明显,所以缺乏说服力。该问题我是这样解决的:出现这种实验现象的原因是石灰水浓度不够,向饱和石灰水中加入些氯化钠,就可增加氢氧化钙的溶解量,进而使实验明显。

3、“常见金属的化学性质”探究。对这个实验的改进方法是:用生物实验的玻璃培养皿,在培养皿中放入两个垂直交叉的塑料片,形成四个格子,分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片,倒入稀盐酸,使四种金属同时接触酸液,实验现象更具有说服力,而且操作更加简单。

4、“分子和原子”性质的探究。在教材中证明“分子在不停地运动”这一性质时,所用的实验是:用一只大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯,烧杯外再放一个装有酚酞的烧杯,观察实验现象。在这个实验中存在一个环境污染和药品浪费问题:浓氨水挥发出来的刺激性气味很大,而且浓氨水和酚酞试液的用量也较大。我认为可以这样设计实验:先在一张滤纸上用无色酚酞试液画上一只小动物(如:小猫、小狗、蝴蝶等),再用细线系在铁架台上,然后在滤纸的正下方放开口的盛有浓氨水的试剂瓶,这时会看到滤纸上逐渐出现一只清晰的、红色的小动物。这样改进解决了药品浪费、环境污染的问题,还满足了学生对化学的好奇心,培养了对化学的良好感情,又可以激起学生对化学实验的探究欲望,还可在实验中培养学生的环保意识。

5、“氢氧化钠溶水放热”实验。“氢氧化钠溶水放热”这一知识点是中学要求掌握的,教材上是把氢氧化钠溶于水,用手触摸试管外壁。但这样做引不起学生足够的认识,所以我对此实验进行了这样的改进:

用试管从饮水机中接开水,滴加几滴红墨水,不振荡,紧接着再向试管中加一药匙氢氧化钠固体,就会通过红墨水的颜色扩散速度发现水沸腾起来。这样做在学生的视觉冲突上能引起他们的强烈关注,记忆深刻。

第三篇:伽利略对自由落体运动的研究

《伽利略对自由落体运动的研究》教案

高一物理组:陈菊波

一、教材分析

本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法,例如用反证法使来里士多德的观点自相矛盾,用猜想与假说,数学推理,实验验证,合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。

二、学情分析

1、学生已有知识 通过本章前几节的学习,学生已经知道了匀变速直线运动的基本规律和研究方法,会利用规律分析和解决一些简单的运动的问题。

2、学生欠缺之处

对于物理规律的发展并没有太多的了解,不知道一些简单的物理规律在以前是怎样被总结出来的。在思考物理现象时,还是比较容易受主观经验的影响,对物理规律有所怀疑或还没形成物理思维。对物理问题的思考缺少严密的推理。

三、教学目标

1、知识与技能

(1)初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用;(2)了解两位伟大科学家的生平和主要经历;(3)知道伽利略对自由落体运动的研究方法。

2、过程与方法

(1)学会自己查找资料学习物理学史的方法;

(2)通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法;

3、情感态度与价值观

(1)学习科学家们对知识敢于质疑的勇气;(2)学习科学家们科学研究的执著精神;

(3)通过学生自己查找资料,提高学生对物理学的兴趣;

(4)通过对亚里士多德和伽利略的了解,认识到科学的探索是一个漫长的过程,需要几代人的不懈努力;

四、教学重点、难点

重点:伽利略对落体问题的逻辑推理。

教学策略:通过观察、思考、讨论

难点:伽利略的验证性实验的设计;伽利略的理想外推。

教学策略:通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到认知的螺旋上升,攻克难点。

五、教学资源 : 斜面;小球;砖头;秒表;刻度尺。

六、课时安排:1课时

七、教学过程

复习导入新课

上一节课学习了自由落体运动,什么是自由落体运动?自由落体运动有哪些规律?

学生回忆并回答.

物体的下落快慢和重力没有关系的结论在今天看来似乎并不难以接受.但这个结论却是伽利略在经历了长时间的思考和实践后才得出的.今天我们就要一起来回顾伽利略的研究过程。

推进新课

(一)、绵延两千年的错误

人们日常生活的经验告诉我们,重的物体下落总是比较快.比如:树上的一个苹果和一片树叶同时从树上同一高度掉下来,一定是苹果先落地:所以在16世纪以前,以亚里士多德为代表的学者认为物体下落的快慢由物体的重力决定,物体越重下落越快.

由于亚里士多德在各方面的突出成就,人们将他的观点奉为经典,当时的教科书上这样写,众多学者也认同.虽然也有人表示怀疑,但由于教会利用他的结论,进行神化处理,所以大家都不敢对这一观点发出公开的质疑.

直到文艺复兴时期,才由伽利略通过推理的方法研究下落运动的规律并发表.之后伽利略也由于他的著作而受到教会的迫害,被判处终身监禁,著作也被列为禁书.

点评:通过讲述以上内容使学生明白科学发展的道路并不是一帆风顺的,但科学终究要向前发展.培养学生敢于追求真理的无畏精神.

问题探究

1.伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论的呢? 2. 通过探究该问题,培养学生探求知识的能力,体会伽利略有关实验的科学思想和方法.

3. 学生根据课本提供的内容和事先查阅的资料分组讨论,小组推选一位同学发表讨论结果.

教师总结:伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论.

1.展示图片和资料.

2.课件模拟不同倾角的斜面实验.

3.钱羽管(牛顿管)演示实验. ’

(二)、逻辑的力量

问题:伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?

猜想:既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关,那么为什么在现实生活中,不同物体的落体运动,下落快慢不同呢?我们能否猜想是由于空气阻力的作用造成的呢?如:没有空气阻力将会怎样呢?‘学生讨论后回答.

2(三)、猜想与假说

展示课件,提出问题:

1.伽利略研究落体运动首先应解决的问题是什么? 2.伽利略作了怎样的猜想?

学生阅读课文,思考问题,小组讨论,选代表回答。

首先定义匀速运动,表明时间与通过的空间的比例关系.然后再定义匀加速运动,用于表述时间与速度的关系.但在没有进行数学推导和实验研究之前,他对匀加速运动的认识十分模糊.

设想有两个:一个是速度的变化对时间来说是均匀的,即 V与T 成正比。

另一种:是速度的变化对位移来说是均匀的,即 X与T 成正比.

后来发现,如果 X与 T成正比,将推导出荒谬的结论.所以伽利略的精力集中在 与 成正比的研究上.

(四)、伽利略猜想的实验验证

猜想毕竟是猜想,是否正确,是否具有指导意义,还需要验证.

展示问题:伽利略遇到了什么困难?如何解决的?(学生仔细阅读后讨论,得出)

1.困难之一:无法测量瞬时速度.

解决方案: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.

2.困难之二:没有准确的计时工具,无法测定像自由落体这样较短的时间.

解决方案:设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验.

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这动的研究.

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

问题:伽利略是怎样建立自己的理论的呢?

学生思考.回答:伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论.

1.运用推理方法,使亚里士多德的结论陷入矛盾中.

2.运用理想模型,猜想落体运动的规律.

3.运用数学方法,推导自由落体运动的数学表达式以及可以直接测定的物理量之间的函数关系.

4.运用实验方法,对自由落体运动定律进行实验验证.

(五)、伽利略的科学方法

伽利略对运动的研究,不仅确立了许多用于描述运动的基本概念,而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法.请同学们总结本节内容,归纳这种科学方法.

同学讨论归纳:对现象的一般观察一提出假设一运用逻辑得出推论一实验进行检验一对假设进行修正和推广„„

板书设计

6.2 伽利略对自由落体运动的研究

认识两位科学家。

亚里士多德 VS 伽利略 伽利略的科学方法。

① 观察现象(提出问题:重的物体下落快?)② 提出假设(v~t)

2③ 逻辑(数学)推理得出推论(S~t)。④ 对推论验证(斜面实验)。

⑤ 对假说修正和推广(把斜面倾角增加至90度)。

课堂小结

伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空隙,伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。通过解决此问题体验探索自然规律的艰辛和喜悦,培养敢于坚持真理,勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度,帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论.

而且伽利略不迷信权威,对待问题勤于思考,敢于提出问题、挑战权威,不畏强权的精神也是我们应为之喝彩并学习的.

第四篇:对自由落体运动研究教学设计

《对自由落体运动研究》的教学设计

教学内容分析: 课程标准解读

对自由落体运动的研究属于二级主题运动的描述。本节课程要求的了解伽利略的实验研究解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法与内容标准中通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用想呼应。而用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究自由落体运动速度与位移时间等关系和通过史实,了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法很好的突出了内容标准中了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用,计算自由落体运动的中位移与时间关系也很好的展示了内容标准中,体现了数学在研究物理问题中的重要性。整体而言教科版必修一《对自由落体运动研究》很好的结合了新课标内容标准。

物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。而对自由落体运动的研究更是一节实验课,“观念—思考—推理—猜想—验证”是本节的重点思路,这个思路也正是高中生在科学探究及物理实验中应达到的要求。通过学习本节课程能促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。2教材分析:

本节课在教科版中包括自由落体运动和伽利略对落体运动规律的探究和自由落体加速度。教材首先以观察思考生活中常见的落体为引入,引发学生思考落体运动中物体运动情况与物体质量的关系?从思考中纠正同学们以往错误的观点——重的物体比轻的物体下落的快并逐步引入自由落体运动。在学习伽利略对落体运动规律的探究中,课本按照“发现问题——提出假设——间接验证——合理外推”的,充分体现了物理实验的科学步骤和方法,让学生通过学习本节课程既学习了落体运动的规律同时也掌握了物理科学探究方法。教材在自由落体加速度的设计中,以频闪照片为实例,让学生分析得出其自由落体运动的加速度,培养了学生分析能力,对于此实验有条件的学校可以做没有条件的学校该实验也提供了一个很好的思维如何去探究自由落体加速度。

本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法,例如用反证法使亚里士多德的观点自相矛盾,用猜想与假说,数学推理,实验验证,合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。本节课在教科版自主学习能力,本节课程的设计理念为:以科学实验探究为主线,与新课标内容标准相结合,培养学生实事求是的科学态度与科学精神,与新课程的课程目标相呼应。

3知识点介绍:

自由落体运动是自然界广泛存在的一种的自由下落模型,是匀变速运动的特列,也是匀变速直线运动在自然界的应用。对自由落体运动的深入分析和研究有利于加深学生对匀变速直线运动的理解,为后面学习习近平抛运动打下基础,做好铺垫,因此它起到一个承上启下的作用。对自由落体运动的研究是一节以实验为基础的课程,学习本节课程为后面学生学习和设计科学探究实验提供了很好的案例。

教学目标:

知识与技能

1掌握自由落体的概念和应用

2.明确伽利略对自由落体运动研究的方法 3领会伽利略的科学思想 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,感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性

情感态度与价值观

1通过学习伽利略的实验探究方法,渗透研究自然规律的科学方法.2.经历伽利略对自由落体运动的研究过程,体验数学在研究物理问题中的重要性.体会人类对客观世界发现之旅的乐趣.。

教学重难点

重点:自由落体运动的概念以及伽利略研究自由落体运动规律的实验和方法

本节课的主要内容为自由落体运动的概念以及伽利略研究自由落体运动规律的实验和方法,因此它们是本节课的重点。学生对落体运动并不陌生,由于重力的作用,学生根据自己的生活经验会有一个错的认识:物体下落过程中与物体的质量有关系。而这个错误认识在不利于学生理解自由落体运动,为突破这个难点我先引用物理历史事件,伽利略反驳亚里士多德对落体运动的观点,然后从理论和实验两方面说明亚里士多德观点的错误(也就是同学们错误的生活经验),接着用毛钱管实验视频引出自由落体运动,通过视频实验的方式让同学们更加容易理解和掌握自由落体。为突破伽利略对自由落体的研究方法和实验的重点,我会用Flash实验和理论分析给同学们讲解实验方法和实验过程。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.,也是本节课的难点,本节课的难点其实就是科学实验探究方法的思路,为突破此难点我会在教学设计中就以“观念—思考—推理—猜想—验证”为引线设计本节课程。在课堂小结时会引导学生回顾我的教学设计,也就是这个思路,从而让学生真正的理解和掌握探究实验的科学方法,也突破了本节课的难点。

设计理念:

我将结合伽利略的理论和实验结合纠正学生对落体运动的物体质量与速度关系错误的感性认识,并引导学生自己解释造成这个错误的原因,以及猜想没有空气阻力的情况下物理的运动情况并最终通过毛钱管实验验证。这样逐步引导学生最终引出本节课重点自由落体的概念。为突破本节课程的教学重难点,我会在完成引出自由落体运动概念教学目标后,结合伽利略对落体运动规律的探究中“发现问题——提出假设——间接验证——合理外推”的教材内容。以“观念—思考—推理—猜想—验证”的思路为教学过程,并且为突破高一学生逻辑思维相对较弱和感性大于理性这的弱点,我将用FLASH生动形象的向学生演示伽利略的实验方法。并且用理论推导给同学们讲解此实验,从而从感性认识和理性认识突破本节课的重难点。在课堂小结的时候我会引导学生回顾我的本节课的教学内容,从而加深学生对科学探究方法的认识,同时为了提高学生科学探究以及物理实验能力,我会让同学们利用打点计时器设计研究自由落体运动中速度与位移的关系。通过回顾和实验也突破了本节课的难点。

教学方法:

讲授法、讨论法、演示法、实验法

教学过程:

1游戏引入,调动积极性

我将和学生一起玩一个有关自由落体的小游戏——用尺子测反映时间的游戏,调动课堂积极性,激发学生学习兴趣.,发展学生好奇心和求知欲,并引出本节课堂。2创设情境,引入新课 接着我将引用物理史实亚里士多德的观点与伽利略的对落体运动的的研究以及提出的观点。引发同学们对物体下落快慢因素的思考,纠正学生以前的错误理解——重的物体比轻的物体下落的越快,培养学生实事求是的科学态度。了解实验科学产生的背景,加深对物理史实的了解,提高同学们的学习兴趣。3逻辑的力量

为突破学生对落体运动错误的认识——重的物体比轻的物体下落的快,我会让同学阅读伽利略推翻亚里士多德观点的理论分析,让学生初步认识自己以前观点是错误的,并且让同学们体会到逻辑的力量以及伽利略推理方法的奥妙和数学在研究物理问题中的重要性,培养学生阅读思考能力。4 比萨斜塔上的实验

在理论分析后,我会给同学们讲解伽利略在比萨斜塔上做得两个不同大小的铁球同时落地的实验,从而突破学生对落体运动的错误认识,加深学生对物理史实的了解,让同学们更加明确实验是检验猜想的唯一标准的理论。3引出自由落体的概念

在完成以上教学目标后,我将引导学生们思考为什么生活中我们更容易观察到重的物体比轻的物体下落的快的现象,从而让学生自己找出自己以前错误认识的真正原因,培养学生实事求是的科学态度,认识人与自然的关系。接着我会引导学生思考如果没有空气阻力两个物体是否会同时下落,在学生做出一系列猜想后,我会与同学们一起观看毛钱管实验,引出自由落体的概念和定义。让学生初步体会到抽象思维、提出假说、科学实验室进行科学研究的重要方法。引出自由落体概念后我会寻找生活中有关自由落体的例子,从而让学生发现自由落体产生需要条件,自由落体运动是一个理想化模型。培养学生自主学习能力。4猜想与假设

随后我会引导同学们猜想自由落体运动的是怎样的运动,思考自由落体运动位移、速度与时间的关系?并作出假设!培养学生勤于思考、乐于探究的精神。5实验验证

学生做出猜想后,我将用Flash动画演示伽利略理想斜面实验,让同学们直观的认识自由落体运动的相关性质,突破高一学生感性认识多于理性认识这一局限,接着我会给同学们讲解伽利略理想斜面的理论分析,从而从感性认识和理论知识突破本节课的难点。接着我会与同学们一起讨论分析,初步让同学们得出自由落体运动是一种初速度为零、加速度恒定的加速直线运动,同时让学生感受伽利略的探究过程和体会科学方法。

2为让学生亲身感受到自由落体运动的相关性质,培养学生的实验动手能力,以及测出自由落体运动加速度的大小,我将设计打点计时器测出自由落体运动的重力加速度和位移、速度与时间的关系的实验。提高学生科学探究和物理实验能力,培养学生科学素养。6小结

最后我将和同学们一起复习本节课的重难点以及思路,加深同学们对知识的掌握。

在整个教学设计中,我以“观念—思考—推理—猜想—验证”为思路,即突破教学难点,也培养了学生的良好思维习惯。.板书设计:

对自由落体的研究

定义:只在重力作用下由静止下落的运动 条件: 1 只受重力初速度为0

自由落体运动是初速度为0、加速度恒定的加速直线运动。

加速度g

方向:竖直向下

大小:g=9.8m/s 实验创新:

1引入实验——用尺子测反应时间,此实验运用了自由落体运动的加速度的值结合匀加速直线运动的知识,能激发学生的好奇心和求知欲,使得学生真正的学以致用。2用打点计时器测重力加速度实验中:对以前学习的打点计时器测平均速度实验进行了复习,加强学生对打点计时器的应用。

案例评析: 1 教学设计理念:

此教学设计首先从物理史实出发,引导学生思考落体运动质量和下落速度的关系,并通过理论和实验两方面说明落体运动的相关性质。并让学生自己找出原来错误认识的根源,从而培养学生自主学习能力。通过实验引出自由落体的概念和自由落体的相关性质。通过Flash演示和理论分析说明伽利略理想斜面实验。本节课程以实验为主,以科学探究步骤为课堂主线,攻克了高一学生感性认识多于理性认识的局限,让学生通过实验能理解性的掌握知识,真正掌握科学探究方法。整堂课所营造的是一个轻松、活泼、有趣的氛围,达到让学生从好奇到逐步探知的目的。2 实施情况:

课堂在老师的引导下,学生都能积极参与课堂中,能基本完成教学任务,但在引导学生观看毛钱管实验时,由于资源的限制,不能找到改进的毛钱管实验,因此我们看到的实验现象并不是很理想。再用打点计时器测重力加速度实验的时候学生很容易的出自由落体是一个加速直线运动,但是所测的重力加速度可能各个小组误差较大,在这里教师应该引导学生分析误差来源,培养学生科学探究精神。

3、创新点

课堂开始教师与学生互动的 测反应时间的小游戏活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。

用理论和实验同时分析亚里士多德观点的错误(此处也是同学们常有的错误认识),让学生更易理解。

用Flash演示伽利略理想斜面实验让学生更加直观的理解此实验方法。

用打点计时器测重力加速度,培养了学生科学探究精神,也提高了学生的动手能力和团队合作能力。

教学资源:

教学课件:(PPT展示)

习题:1关于自由落体运动,下列说法正确的是 A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动 B.物体在只有重力作用下的运动叫做自由落体运动

C.在有空气的空间里,如果空气阻力与重力相比可以忽略不计,物体从静止开始下落的运动可以看做自由落体运动

D.在地球上不同的地方,自由落体加速度的大小是不同的,它们相差很大

2、一个物体从高h处自由落下,其时间达到落地时间一半时,下落的高度h为 A. B.

C.

D.

3、从某一高处,A物体由静止开始下落1s后,B物体由静止开始下落,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则在落地前

A.两物体之间的距离始终为5m B.两物体之间的距离逐渐减小 C.两物体的速度之差始终为10m/s D.两物体的速度之差逐渐增大 仪器:

引入实验测反应时间 把尺子下落由静止下落,可将其近似看做自由落体运动,查出当地的重力加速度,根据匀加速直线加速度与位移的关系,可计算出相应位置的时间,即就是人的反应时间

引出自由落体实验毛

钱管中的空气抽出,保证毛钱管内的物体在真空状态下,也就是不受空气阻力,这样物体在毛钱管内静止下落就只受重力,就是在做自由落体运动了。

重物托着纸带下落时,可将其近似地看作仅在重力作用下运动,根据打出的纸带能分析研究重物的运动规律

第五篇:对自由落体运动的研究说课稿

《对自由落体运动的研究》说课稿

一、说教材

本节是高中物理教科版必修1第一章运动的描述第七节的内容。在考试说明中是二级要求。本节内容是在学生学习了运动学的基本概念、匀变速直线运动等知识后编排的,自由落体运动是匀变速直线运动的一种特例。历史上曾经有很多科学家研究过落体运动,其亚里士多德、伽利略等对落体运动的研究,对物理学的发展起到了非常好的推动作用,通过向学生介绍相关的物理学史,可以让学生收到科学精神、科学方法的熏陶;自由落体运动规律的探究过程,不仅可以激发学生的学习欲望,巩固前面的知识,而且可以培养学生的观察能力、以及分析和概括能力。

二、说教学目标

知识与技能:(1)理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件。

(2)理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向(3)掌握自由落体运动规律,会应用相应的公式解答有关自

由落体运动的简单问题

过程与方法:(1)培养学生用科学探究的方法解决问题的能力。

(2)培养学生初步的观察实验、分析、归纳的能力

情感态度与价值观:(1)结合物理学史进行教学,激发学生的求知欲,让

学生体验科学态度、感悟科学精神。

(2)通过应用自由落体运动规律,解决实际问题,培

养学生关注生活的态度。

三、说重点、难点:

教学重点:从前面对教材的分析,可以看出本节课的重点是:自由落体运动概念、性质、规律;重力加速度。

教学难点:本节课的难点我认为至少有两点: 难点

1、对物体下落快慢与物体轻、重无关的理解 落体运动在生活中比较常见,学生很容易根据生活经验形成错误的前概念,就是“物体越重,下落越快”,这种前概念对于学生建立“自由落体运动”的正确概念是非常不利的。

为了突破这个难点我准备对教材上的内容进行适当调整,把后一节伽利略对落体运动研究的部分内容放在这里介绍。总体上采取先破后立方法:先用演示实验,让学生暴露前概念,然后介绍伽利略反驳亚里士多德的经典推理,再通过实验设计,用实验事实帮助学生建立起正确的自由落体概念。同时向学生渗透理想化思想方法在物理学当中的研究价值。

难点

2、探究自由落体运动性质的过程

探究过程难点在于,要尽可能让学生独立地设计实验方案,又要确保实验能够成功,能让学生在对实验数据处理后,总结出正确的结论。

突破这个难点我准备这样设计教学:首先激发学生进一步研究落体运动的兴趣,启发学生回忆前面研究匀变速直线的方法,进行合理的迁移。注意指导学生控制实验条件,减小实验误差。我准备安排学生分组实验,让学生都能体验实验过程,获得成功体验。

四、说教法、学法

教法拟采用探究式综合教学法。具体说就是,创设问题情境→提出问题→猜想与假设→分析与推理(设计实验→进行实验)→总结归纳。让发现问题、解决问题贯穿课堂教学的全过程。

对学生来说,重要的是让他们学会学习,“教是为了不教”让他们掌握获取新知识的过程和方法,养成良好的科学素养。因此在学习过程中,要让学生主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手,注重搜集和处理信息,获取新知识学会解决问题。采用:提取旧知识——积极思维——实验探索——构建新知——巩固深化的学法。

五、说教学过程:

《一》、创设情境,引入新课

演示:分别让粉笔头、小铁片、白纸、羽毛从静止开始下落。要求学生观察它们运动的特点。师:轻重不同的物体下落的快慢是否一样? 生:„„

此时介绍亚里士多德和伽利略对落体运动的研究。讲述伽利略的推理过程时。展现伽利略相信科学,大胆质疑,敢于向权威挑战的精神。演示:相同重量的纸片和纸团从同一高度下落„„ 生:下落慢是由于空气阻力的作用。师:如果没有空气阻力,结果会如何? 演示:牛顿管实验

师:在没有空气阻力的情况下,物体下落的情况与重力大小无关

使学生认识到生活中观察到重物下落快、慢不同的原因是由于空气阻力的影响,终于使问题真相大白,从而引入自由落体运动的概念和物体做自由落体运动的条件。

同时说明自由落体运动是对实际落体运动进行理想化处理得出的一种理想模型(跟前面学习的匀速、匀变速运动一样。渗透理想化思想方法——忽略次要因素,凸显物理现象的本质。)

《二》、新课教学

让学生动手演示小球的自由落体运动,感悟运动特点。用多媒体展示,小球的自由落体运动的闪光照片。师:小球的初速度是多少? 生:零.师:小球的运动轨迹是怎样的? 生:直线.师:小球的运动是匀速运动还是加速运动? 生:加速运动。

师:自由落体运动究竟是一种什么样的运动?(学生猜想是什么运动,激发学生的探究欲望)启发学生设计实验进行探究(桌上要提供相应的器材:打点计时器、重 锤、低压交流电源等。鼓励学生用不同的方法进行实验,比如用逐差法也行。):分组实验、收集实验数据、处理实验数据、总结结论、交流实验结论 教师最后归纳、总结出:自由下落运动是初速度为零的匀加速直线运动。

分组实验让学生的主体作用得到充分的发挥,也使学生对自由落体的性质有深刻的印象。

师:在同一地点,不同物体作自由落体运动的加速度是否相同?

根据前面的实验可以得出这样的结论:相同 讲解:重力加速度的概念,说明其方向。

引导学生观看课本上各地重力加速度的表格,能否发现一定的规律。结论:纬度越大的地点,重力加速度越大(原因待以后进一步学习)师:请同学们根据匀变速运动的规律推导出自由落体运动的公式。《三》、例题巩固:

例题1:一物体从距地面20m高处自由下落,求落到地面的时间和速度。

设计意图:自由落体运动规律的简单应用,熟悉公式,巩固知识。例题2:做一做“测反应快慢”。

设计意图:学以致用、动手操作。(12分钟)《四》、小结本节内容 《五》、布置作业

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