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　　在許多著名的偵探故事中，一些明顯可見的線索卻往往把人們的注意力引入錯誤的判斷中，就是說光憑直覺來判定事物常常是靠不住的。在自由落體運(yùn)動的教學(xué)中，我讓歷史重現(xiàn)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究并體念科學(xué)探究的樂趣。

　　在兩千多前，亞里士多德曾認(rèn)為：質(zhì)量大的物體比質(zhì)量小的物體下落快。這一結(jié)論，符合當(dāng)時人們認(rèn)識自然規(guī)律的常識，從事物的現(xiàn)象很容易得出這樣的結(jié)論。以至于其后兩千的時間里，大家都奉為經(jīng)典。但是這種從表面上的觀察得出的結(jié)論實(shí)際上是錯誤的。

　　16世紀(jì)末，意大利青學(xué)者伽利略對亞里士多德的論斷產(chǎn)生了懷疑。通過大膽猜想和實(shí)驗(yàn)研究證明這個結(jié)論是錯誤的。伽利略用簡單明了的科學(xué)推理，巧妙地揭示了亞里士多德的理論內(nèi)部包含的矛盾。他在1638寫的《兩種新科學(xué)的對話》一書中指出：“根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大。假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭拴在一起時，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)果整個系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8。但是兩塊石頭拴在一起，加起來比大石頭還要重，因此重物體比輕物體的下落速度要小。這樣，就從重物體比輕物體下落得快的假設(shè)，推出了重物體比輕物體下落得慢的結(jié)論”。亞里士多德的理論陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推斷重物體不會比輕物體下落得快。伽利略曾在著名的比薩斜塔做了著名的自由落體試驗(yàn)，讓兩個體積相同、質(zhì)量不同的鐵球從塔頂同時下落，結(jié)果兩個鐵球同時落地，以實(shí)踐駁倒了亞里士多德的結(jié)論。從而推翻了兩千多來被人們奉為真理的結(jié)論，在當(dāng)時的物理界產(chǎn)生了極大的轟動。

　　在“自由落體運(yùn)動”內(nèi)容教學(xué)中，我們可以身邊觸手可及的紙片、粉筆及實(shí)驗(yàn)室中的牛頓管等來重現(xiàn)我們物理學(xué)中的伽利略研究過程。我們可以通過以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。首先，伽利略的結(jié)論：重物與輕物應(yīng)該下落的同樣快。

　　實(shí)驗(yàn)一 用紙片和粉筆頭從同一高度同時由靜止下落。請猜想：哪一個物體先下落？

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：粉筆頭先下落。

　　結(jié)論：質(zhì)量大的物體先落地。

　　實(shí)驗(yàn)二 用質(zhì)量相同的紙片，把其中一個揉成團(tuán)，讓它們同時從同一高度由靜止下落。請猜想：哪一個物體先下落？

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紙團(tuán)。

　　結(jié)論：體積小的物體先下落。

　　實(shí)驗(yàn)三 用質(zhì)量相同的紙片，把其中一個撕去掉部分并揉成團(tuán)，讓它們同時從同一高度由靜止下落。請猜想：哪一個物體先下落？

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紙團(tuán)。

　　結(jié)論：體積小的物體先下落。

　　引導(dǎo)學(xué)生對以上實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考：物體的下落時間與質(zhì)量和體積有關(guān)系嗎？

　　師生共同分析實(shí)驗(yàn)：影響下落快慢的因素是空氣阻力，與質(zhì)量無關(guān)，即與物體重力無關(guān)。

　　大膽猜想：如果沒有空氣阻力，也就是在真空情況下，物體應(yīng)同時下落。

　　實(shí)驗(yàn)四 牛頓管實(shí)驗(yàn)是在一根長約1.5 m的玻璃管中，放入一些形狀和重力均不同的小物體如羽毛、小鐵片等，演示實(shí)驗(yàn)步驟為：

　　（1）不抽出玻璃管中的空氣，首先豎直管身，使兩物體置于管底，將玻璃管在豎直平面內(nèi)迅速倒轉(zhuǎn)過來，使管身豎直，兩物體置于管內(nèi)頂部，這時觀察兩物體在大氣中下落情形。

　�。�2）抽取玻璃管中部分空氣，重復(fù)步驟1，觀察兩物體在稀薄空氣中下落情形。

　�。�3）繼續(xù)抽取玻璃管中空氣，使其逐漸接近真空，再重復(fù)步驟1，再觀察物體在接近真空時下落情形。

　�。�4）接著教師讓學(xué)生討論：從該實(shí)驗(yàn)中你看到什么現(xiàn)象，這些現(xiàn)象說明什么問題？

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在接近真空時，小鐵片（重）與羽毛（輕）下落快慢相同。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體下落的快慢與質(zhì)量無關(guān)。

　　通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證伽利略實(shí)驗(yàn)結(jié)論過程的探究式教學(xué)，讓學(xué)生自己去探索、去尋求，不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性使學(xué)生獲得了科學(xué)知識，最重要的是了解了科學(xué)探究的方法與科學(xué)思想，還激發(fā)了學(xué)生思考問題、解決問題的熱情，同時也體會到了科學(xué)探究的樂趣，學(xué)會以發(fā)展的眼光看待自己，不斷創(chuàng)新，這將使他們終生受益。