作業內容
伽利略對自由落體運動的研究
課型：概念課
教學目的和要求：
1、教學目標：
（1）、了解伽利略對自由落體運動的研究思路和技巧；
2、過程和方式：
（1）、經歷伽利略對自由落體運動的研究方式，感受科學探究的技巧；
（2）、培養中學生進行物理推理和圖像處理數據的能力。
3、情感目標：
（1)、激發了中學生學習伽利略勇于向權威挑戰，擅于觀察思索伽利略自由落體實驗，知難而進的優秀品質；
(2)、培養中學生耐心細致的意志品質，創新思想和相互協作的精神。
教學重點和難點：
1、教學重點
（1）了解伽利略對物體下落運動快慢問題的實驗研究過程。
（2）明晰實驗及科學的思維方式在探究中的重要作用，學會伽利略有關實驗的科學思想和技巧。
2、教學難點：
（1）使中學生感受“觀察現象→實驗探求→提出問題→討論問題→解決問題”的科學探究方法。
教學方式：探究、講授、討論、實驗相結合
教具：投影儀、粉筆。
板書設計：延綿兩千年的錯誤
邏輯的力量
猜測與假說
實驗驗證
五、伽利略的科學方式
教學過程
一、綿延兩千年的錯誤
公元前4世紀，古埃及偉大的思想家、哲學家亞里士多德得出推論：物體下落的快慢是由它們的重量決定。他的這一論斷留傳了近2000年。
【教師活動】提出問題：為何亞里士多德會有錯誤的認識呢?
【學生活動】學生思索問題，交流感受。
中學生回答：錯誤認識的癥結在于不重視探求事物的本質，思索不求甚解。
二、邏輯的力量
直至16世紀末，文藝復興時期伽利略對亞里士多德的想法提出了指責，并對自由落體運動進行了深入的研究。
用同一觀點剖析同一問題卻得到完全矛盾的兩個推論，說明亞里士多德的觀點是錯誤的。于是伽利略覺得重物與輕物應當下落得同樣快。
三、猜想與假說
伽利略運用理想模型，推測運動的規律
提出假定：伽利略推測落體運動應當是一種最簡單的變速運動，物體的速率應當是均勻變化的。
物理推理：伽利略通過物理運算得出：
假如v與x成反比，將會推導入非常復雜的推論（被否定）；
假如v與t成反比，它通過的位移x就與t2成反比。這僅是看法，正確與否需實驗檢驗：速率從0開始隨時間均勻變化，可以推論出位移與時間平方成反比。倘若證明了位移與時間的平方成反比關系，就證明了自由落體速率隨時間均勻變化。
所以伽利略的精力集中在ｖ與ｔ成反比的實驗研究上。
四、實驗驗證
當時伽利略采用斜面實驗，拿來“沖淡”重力，巧妙解決了檢測速率和時間的困局。伽利略在一塊木板上刻出一道直槽，槽內貼上牛皮紙使之平滑，用自制的水鐘檢測時間，做了上百次實驗，探究一個光滑銅質小球沿傾斜直槽滑下時的運動情況。
小球在光滑斜面上運動如伽利略預想的那樣。即小球沿光滑斜面運動時通過的位移x確實與t2成反比，小球的運動是勻變速直線運動。即夾角一定時，不同小球的加速度相同，夾角越大加速度越大。
合理外推：假如小球從光滑斜面滑下速率是隨時間均勻變化的，自由落體的速率也是隨時間均勻變化。因自由落體可覺得在夾角為90°的斜面上運動。
其實當時伽利略早已意識到空氣的阻力將影響物體的下落速率，然而因為科學發展和儀器設備的限制，當時一直沒有辦法用實驗手段得到真空，伽利略的研究也只能逗留在理論研究階段。直至牛頓的時代，發明了抽氣機伽利略自由落體實驗，才由牛頓設計了錢羽管（又稱牛頓管），真正用實驗證明在真空中，物體下落速率與物體重量無關。于是，伽利略的落體理論通過實驗驗證了其正確性。
伽利略的科學方式
對現象的通常觀察→提出假定→運用邏輯得出結論→實驗進行檢驗→對假定進行修正和推廣。
伽利略的科學思想方式的核心是把實驗和邏輯推理(包括物理推理)和諧地結合上去，進而發展了人類科學思維方法和科學研究方式