湖南省隆回縣萬和實驗學校高中物理 伽利略對自由落體運動的研究教學課件 新人教版必修1

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1、伽利略對自由落體運動的研究伽利略對自由落體運動的研究2知識自主梳理知識自主梳理 3456重點難點突破重點難點突破789從而得出結(jié)論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 通過觀察大量通過觀察大量事實，我發(fā)現(xiàn)：事實，我發(fā)現(xiàn)：物體下落快慢是物體下落快慢是由它們的重量決由它們的重量決定的，重的物體定的，重的物體下下 落得快！落得快！ 意大利物理學家、意大利物理學家、天文學家天文學家 伽利略伽利略你錯了！你錯了！ 物體下落過物體下落過程中的運動情程中的運動情況與物體的質(zhì)況與物體的質(zhì)量無關(guān)。量無關(guān)。邏輯的力量邏輯的力量=4=42v=8=81v4 8812v伽利略利用伽利略利用歸謬法歸謬法否定否定了

2、亞里士多德的觀點了亞里士多德的觀點 （問題）： 既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？ 伽利略用推理否定了亞里士多德的觀點后，就開始研究落體運動的性質(zhì)。伽利略的探索之路伽利略的探索之路（知識知識=觀察觀察+實驗實驗+思考思考）大膽的猜測大膽的猜測：下落物體的速度是隨時間均勻增加的，即則：測瞬時速度V與時間t成正比 tv tV 困難一困難一 瞬時速度無法準確測量為了解決測量瞬時速度的困難，伽利略尋求的途徑（思維的作用） 則：測下落的高度與時間t2成正比 知識知識觀察觀察實驗實驗思考思考tV tsv2tS 沖淡重力困難二困難二 物體下落很快，很難測定不同位移的時間（思維）（思維

3、）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。 實驗驗證實驗驗證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表示為： 伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個常數(shù)的隨著的增大而增大。知識知識觀察觀察實驗實驗思考思考時間單位12345678距離單位32130298526824119216002104常數(shù)233222211tststs合理外推 困難三、困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后，怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律？合理外推：合理外推：隨著斜面傾角的增大， 的數(shù)值在增大。當=900時，即物體豎直下落時，這個關(guān)系也應(yīng)該成立，這時

4、的數(shù)值最大。2ts 至此，他終于成功地驗證了原先的猜想，不但否定了亞里士多德的錯誤論斷，而且得到了物體下落的規(guī)律。 分析：伽利略的成功，不僅在與找到了落體運動的規(guī)律，更重要的是開辟了一條研究物理學的研究之路。伽利略的研究之路伽利略的研究之路啟發(fā)探索科學探索科學,追求真理的精神追求真理的精神;克服重重困難的決心克服重重困難的決心;科學思想方法科學思想方法;合理外推的勇氣合理外推的勇氣.【歸納總結(jié)歸納總結(jié)】伽伽利略的研究方法利略的研究方法從教材內(nèi)容我們能感受到伽利略敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精從教材內(nèi)容我們能感受到伽利略敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神、高超的推理能力、運用數(shù)學工具的能力和利用實驗不斷神、高超的推理

5、能力、運用數(shù)學工具的能力和利用實驗不斷探索的精神探索的精神(1)伽利略運用伽利略運用“歸謬法歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷體下落快、輕的物體下落慢的論斷(2)伽利略有克服困難的勇氣當時只有伽利略有克服困難的勇氣當時只有“快慢快慢”之分，之分，而他竟然在沒有而他竟然在沒有“速度速度”概念的條件下，想到速度的均勻增概念的條件下，想到速度的均勻增加，并建立速度的概念，再繼續(xù)研究加速度加，并建立速度的概念，再繼續(xù)研究加速度(3)伽利略提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動伽利略提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動勻變速運動的假說勻變速運動的

6、假說(并考慮到是相對時間，還是相對位移并考慮到是相對時間，還是相對位移均勻變化的問題均勻變化的問題)(4)(4)伽利略用間接驗證的方法得出自由落體運動是勻變伽利略用間接驗證的方法得出自由落體運動是勻變速運動速運動 運用數(shù)學推導的方法得出初速度為零的勻變速直線運運用數(shù)學推導的方法得出初速度為零的勻變速直線運動符合動符合xt2.理想斜面實驗理想斜面實驗a運用斜面實驗測出小球沿光滑斜面向下的運動符合運用斜面實驗測出小球沿光滑斜面向下的運動符合xt2，是勻變速直線運動，是勻變速直線運動b不同質(zhì)量的小球沿同一傾角的斜面運動，的值不變，不同質(zhì)量的小球沿同一傾角的斜面運動，的值不變，說明它們運動的情況相同說

7、明它們運動的情況相同c不斷增大斜面傾角，得出的值隨之增大，說明小球做不斷增大斜面傾角，得出的值隨之增大，說明小球做勻變速直線運動的加速度隨傾角的增大而增大勻變速直線運動的加速度隨傾角的增大而增大d伽利略將斜面實驗結(jié)果外推到斜面傾角增大到伽利略將斜面實驗結(jié)果外推到斜面傾角增大到90的情況的情況小球自由下落，認為小球仍會保持勻變速直線運小球自由下落，認為小球仍會保持勻變速直線運動的性質(zhì)動的性質(zhì)自由落體太快，當時用滴水計時無法解決，他想到利自由落體太快，當時用滴水計時無法解決，他想到利用斜面上物體的運動來用斜面上物體的運動來“沖淡沖淡”重力重力伽利略對自由落體運動的研究，創(chuàng)造了研究自然規(guī)律的伽利略對

8、自由落體運動的研究，創(chuàng)造了研究自然規(guī)律的科學方法科學方法抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結(jié)合這種抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結(jié)合這種方法到現(xiàn)在仍然一直是物理學乃至整個自然科學最基本的研方法到現(xiàn)在仍然一直是物理學乃至整個自然科學最基本的研究方法，不但標志著物理學的真正開端，也有力地推進了人究方法，不但標志著物理學的真正開端，也有力地推進了人類科學認識的發(fā)展，近代科學研究的大門從此打開類科學認識的發(fā)展，近代科學研究的大門從此打開3伽利略對自由落體運動的研究給我們的啟示伽利略對自由落體運動的研究給我們的啟示(1)要善于觀察，勤于思考，勇于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題要善于觀察，勤于思考，勇于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題

9、(2)要合理地進行猜想與假設(shè)要合理地進行猜想與假設(shè)(3)要科學地制定實驗計劃要科學地制定實驗計劃德國著名物理學家玻恩（德國著名物理學家玻恩（188一一1970）說：）說：“我榮獲我榮獲1954年的諾貝爾獎金，與其說是因為我所發(fā)表的著作里包括了年的諾貝爾獎金，與其說是因為我所發(fā)表的著作里包括了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是因為那里面包括一個關(guān)一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是因為那里面包括一個關(guān)于自然現(xiàn)象的新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)。于自然現(xiàn)象的新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！?伽里略已死去三百多年，他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學知識的伽里略已死去三百多年，他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學知識的長河中所占比例愈來愈

10、小，但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學方法，長河中所占比例愈來愈小，但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學方法，卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚，創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚，創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富。財富。超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對落體運動精確地“計時”、“定位”，直接研究落體運動的性質(zhì)。 現(xiàn)代研究落體運動的方法 ： 1、“自由落體頻閃照片”求加速度 2 、用打點計時器研究紙帶求出加速度 3、其它方法（測速計等） 人們采用先進的實驗手段測得： 一切物體的自由落體的加速度都相同，這個加速度叫重力重力加速度加速度，用g表示。通常的計算，g值取9.8m/s2實際意義實際意義 ：當物體所受空氣阻力比物體本身重力小得多時，即fG時。從靜止開始的豎直下落運動，可以按自由落體運動處理。介紹一本好書介紹一本好書