内容正文:
伽利略对自由落体运动的研究
重/难点
重点:了解探索过程,明确探索的步骤,同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用,从中提炼自己的学习方法。
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。
重/难点分析
重点分析: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。最后请同学总结本节内容,归纳这种科学方法。
难点分析:知识就是力量,而能力与方法比知识更有力量,我们每个人都应该可以象伽利略那样去思索。重要的是学会认识世界的方法和具备进行科学研究的能力,如若我们能从亚里士多德和伽利略以及其他伟大学者的失败与成功中寻求启发和借鉴。我们也将会拥有一颗杰出的闪烁出智慧之光的大脑,去面对已知的与未知的物理世界。
突破策略
一、绵延两千年的错误
亚里士多德的观点:物体越重,下落越快。
错误认识的根源在于不注重探索事物的本质,思考不求甚解。
二、逻辑的力量
16世纪末,意大利比萨大学的青年学者伽利略(GalileoGalilei,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,他们把这庄古塔看作伽利略的纪念碑)
三、猜想与假说
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