高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1.ppt

分析物体的 受力情况 空气中纸片下落 空气中重物下落 真空中重物下落 f空气阻力 f空气阻力 空气阻力f为零 g重力 g重力 g重力 伽利略对自由落体运动的研究 历史的回顾 亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察 直接得出结论 重的物体比轻的物体下落的快 即 重快轻慢 由于他在学术界的崇高地位 且该结论符合生活经验 这种论断流传了近2000年 逻辑的力量 16世纪 意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点 并在比萨斜塔用实验证明了这种观点 问题 既然物体自由下落跟质量无关 那么它到底遵循什么样的规律呢 伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后 就开始研究落体运动的性质 伽利略的探索之路 知识 观察 实验 思考 大胆的猜测 下落物体的速度是随时间均匀增加的 即则 测瞬时速度v与时间t成正比 困难一瞬时速度无法准确测量 为了解决测量瞬时速度的困难 伽利略寻求间接验证的途径 思维的作用 则 测下落的高度与时间t2成正比 冲淡重力 困难二物体下落很快 很难测定不同位移的时间 思维 为了减缓物体下落速度 伽利略设计了著名的 冲淡重力 的斜面实验 实验验证 伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落 伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为 伽利略发现 斜面的倾角不同 上述比例关系同样成立 只是这个常数的随着 的增大而增大 合理外推 困难三 伽利略用斜面实验验证了后 怎样说明落体运动也符合这个规律 合理外推 随着 的增大 的数值在增大 当 900时 即物体竖直下落时 这个关系也应该成立 这时的数值最大 至此 他终于成功地验证了原先的猜想 不但否定了亚里士多德的错误论断 而且得到了物体下落的规律 分析 伽利略的成功 不仅在与找到了落体运动的规律 更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路 思考 伽利略的科学思想方法是怎样的 其核心是什么 人们对他的贡献如何评价 科学思想方法程序是 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出结论 通过实验对结论进行检验 对假说进行修正和推广 其核心是 把实验和逻辑和谐地结合起来 现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律 超越伽利略 现在我们不必用斜面来 冲淡重力 采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地 计时 定位 直接研究落体运动的性质 现代研究落体运动的方法 1 自由落体频闪照片 求加速度2 用打点计时器研究纸带求出加速度3 其它方法 测速计等 人们采用先进的实验手段测得 一切物体的自由落体的加速度都相同 这个加速度叫重力加速度 用g表示 通常的计算 g值取9 8m s2 实际意义 当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时 即f g时 从静止开始的竖直下落运动 可以按自由落体运动处理 教材典题研究 1 伽利略用实验验证v t的最大困难是 a 不能很准确地测定下落的距离b 不能测出下落物体的瞬时速度c 当时没有测量时间的仪器d 当时没有记录落体运动的数码相机 b 2 伽利略为了研究自由落体的规律 将落体实验转化为著名的 斜面实验 对于这个研究过程 下列说法正确的是 a 斜面实验 冲淡 了重力的作用 便于运动时间的测量b 斜面实验放大了重力的作用 便于测量小球运动的路程c 通过对斜面实验的观察与计算 直接得到落体运动的规律d 根据斜面实验结论进行合理的外推 得到落体的运动规律 ad 考点一 伽利略研究过程理论分析 3 伽利略对运动问题的研究 蕴藏着重要的科学思想方法 这种科学思想方法的核心是 a 对现象一般观察 从而提出假说b 把实验和逻辑推理和谐结合c 进行大胆猜想与假设d 对假设进行修正和推广 b 4 回顾伽利略探究物体下落规律的过程 判断下列哪个过程是伽利略的探究过程 a 猜想 问题 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论b 问题 猜想 实验验证 数学推理 合理外推 得出结论c 问题 猜想 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论d 猜想 问题 实验验证 数学推理 合理外推 得出结论 b 考点二 伽利略实验探究 5 伽利略在研究自由落体运动时 设计了如图所示的斜面实验 下列哪些方法是他在这个实验中采用过的 a 用水钟计时b 用打点计时器打出纸带进行数据分析c 改变斜面倾角 比较各种倾角得到的x t2的比值的大小d 将斜面实验的结果合理 外推 说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 acd 6 伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验 在加速度实验中 伽利略将光 滑直木板槽倾斜固定 让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下 并用水钟测量铜球每次下滑的时间 研究铜球的运动路程和时间的关系 亚里士多德曾预言铜球的运动速度是不变的 伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比 请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示 其中路程用s 速度用v 加速度用a 时间用t表示 亚里士多德的预言 伽利略的结论 伽利略的实验之所以成功 主要原因是抓住了主要因素 而忽略了次要因素 你认为他在加速度实验中 伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动 是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素 同时抓住了这一主要因素 若将此实验结论做合理外推 即可适用于自由落体运动 其原因是在实验误差范围内 铜球运动的加速度 填序号即可 a 与铜球质量成正比b 只与斜面倾角有关c 与斜面倾角无关d 与铜球质量和斜面倾角都有关 考点三 推理方法 7 在一次演示实验中 一个小球在斜面上滚动 小球滚动的距离和小球运动过程中经历的时间之间的关系如表所示 t s0 250 51 02 0 x cm5 02080320 1 由表可以初步归纳出小球滚动的距离x和小球滚动的时间t的关系式为 k为常数 a x ktb x kt2c x kt3d 无法判断 2 小球的运动为 高考对接一 伽利略的斜面实验 8 如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片 照片左上角的三列数据如下表