高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第6节 伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1.ppt

第二章匀变速直线运动的研究 第六节伽利略对自由落体运动的研究 利用视频 重做比萨斜塔实验 内容 勾起学生对历史的回顾 去遥想当年伽利略和人们传统认识的激烈交锋和颠覆 激发学生对科学的兴趣和探索的热情 导入新课 本节内容是介绍伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思 目的是对学生进行过程与方法 情感态度与价值观方面的教育 课件设计从人类对大自然规律的逐步深入的认识为线索 树立学生客观 历史 和辩证的看待历史事件及其发展 伽利略在探究过程中用到的科学的方式方法 遇到的困难及其解决办法是是本节的重点 课件设计上力图通过问题的提出 激发学生去积极思考 从而理解伽利略的方式方法 由于本节内容主要是知识的了解 所以没有设计典例探究 最后 设计4 5个课堂检测题 来检测学生掌握的情况以及对自由落体运动规律的应用 发现存在的问题 1 了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思 2 了解伽利略研究自由落体运动的探究历史 3 通过学习伽利略对自由落体运动的研究 培养学生热爱科学 勇于探索 坚持真理的高尚情操 学习重点 1 了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思 2 了解伽利略研究自由落体运动的探究历史 学习难点 1 理解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思 2 体会和学习伽利略科学探索的精神和勇气 利用视频 重做比萨斜塔实验 内容 勾起学生对历史的回顾 去遥想当年伽利略和人们传统认识的激烈交锋和颠覆 激发学生对科学的兴趣和探索的热情 导入新课 亚里士多德为什么会有错误的认识呢 为什么这个错误被延续了两千多年 研究方法 观察 思考 直觉 一 绵延两千年的错误 亚里士多德 物体下落的快慢由它们的重量决定 生活常识 重的物体往往比轻的物体先落地 galileo 15641642 v12 8 v1 8 v2 4 4 v12 8 矛盾 二 逻辑的力量 伽利略 重物和轻物下落的同样快 世界著名的比萨斜塔实验证明 物体下落快慢与轻重无关 研究方法 观察 逻辑推理 实验 对比实验 三 猜想与假设 假设 1 v t 2 v x 最后否定了 伽利略相信 1 自然界是简单的 自然界的规律也是简单的 2 落体运动一定是一种最简单的变速运动 它的速度应该是均匀变化的 伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难 他又是怎样克服的 若v0 0 且v t 必有x t2 3x1 5x1 三 实验验证 困难一 无法直接测定瞬时速度突破 间接验证 t t t x1 x2 x3 困难二 落体运动时间太短 无法准确测量突破 冲淡 重力 使其加速度减小 运动减慢 结果表明 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倾角 的增大而增大 伽利略手稿中记录的一组实验数据 小球沿斜面的运动是匀加速直线运动 且斜面倾斜角越大 小球加速度越大 冲淡重力 实验结论 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 x t2的数值在增大 当 90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 为什么说伽利略把他的结论外推到90 需要很大的勇气 单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会导致新的发现 科学发现中最活跃的因素是猜想 假设与直觉 因为这个原因 对于新发现的规律不能有百分之百的把握 自由落体运动是初速度v0 0的匀加速直线运动 且所有物体下落的加速度都相同 实验结论 至此 伽利略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 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 现在 我们已经有足够的设备 可以准确的验证落体运动规律 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 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 伽利略在寻找自由落体运动规律的过程中 使用了哪些科学方法 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑 包括数学 得到推论 实验验证推论 对假设修正和推广 知识 观察 实验 思考 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法 是人类思想史上最伟大的成就之一 而且标志着物理学的真正开端 爱因斯坦 四 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 其他方法 测速计等 b 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 伽利略的数学知识太少 c 2 伽利略认为初速度为零的匀加速运动速度与位移及时间的关系是 a 速度与位移成正比b 速度与位移的二次方成正比c 速度与时间成正比d 速度与时间的二次方成正比 3 从斜面上某一位置 每隔0 1s释放一个小球 在连续释放几个小球后 对在斜面上滚动的小球拍下照片 如图所示 测得xab 15cm xbc 20cm 求 1 小球的加速度 2 拍摄时b球的速度 3 a球上方滚动的小球还有几个 解 1 x xbc xab at2 所以a xbc xab t2 0 2 0 15 0 12m s2 5m s2 2 b是a c的中间时刻 所以vb 0 20 0 15 0 2m s 1 75m s 4 设a点小球速度为va 由于vb va at 则va vbat 1 75m s5 0 1m s 1 25m s所以a