陕西省渭南市瑞泉中学高中物理 2.1 伽利略对落体的研究运动的研究课件 沪科版必修1.ppt

2 1伽利略对落体运动的研究 高中物理 在科学的苍穹里 有一颗璀璨的明星 他因怀疑而耀眼 他敢于怀疑 怀疑权势 怀疑传统 甚至怀疑自己的眼睛 在他的思维里 有着 自己的眼睛有时竟会欺骗自己 的睿智和果敢 这种睿智与果敢动摇了2000多年来统治人们头脑的旧观念 开创了实验和科学推理之先河 将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台 猜一猜他是谁 他就是被誉为近代科学之父的伽利略 这一节课 让我们沿着科学家的足迹 共同学习他对物体下落运动的研究思路和方法 伽利略 2000多年前的亚里士德和300多年前的伽利略对物体下落的快慢都得出了结论 一 超越时空的对话 1 亚里士多德对落体运动的观点是 2 你认为亚里士多德忽视了 而得出此观点 3 伽俐略佯谬的推理过程 两铁球重量分别为10磅和1磅 亚里士多德认为 10磅比1磅下落的快 即t1010磅出现矛盾的地方是 说明亚里士多德的观点是 4 伽利略通过比萨斜塔实验得出 从实验上否定了亚里士多德的观点5 牛顿管演示实验验证的是 阅读p44到p45并回答以下问题 重的物体下落的快 轻的物体下落的慢 空气阻力 同重量的物体 从不同的角度分析下落快慢变的不一样 错误的 重物和轻物下落的一样快 在排除空气阻力的情况下 物体下落速度与质量无关 二 探究之路 伽俐略用逻辑论证的方法否定了亚里士多德的说法后 就转向实验研究落体运动的性质 开创了实验研究之先河 请大家思考 物体运动性质的含义是什么 应该用什么概念来描述 阅读p45到p47并回答以下问题 6 伽利略的猜想 7 直接验证v t的困难有 8 间接方法 若v t 则s t2 若s t2 则v t 9 确定研究的目标s t2 确定的理由是 10 如何准确测量时间t 采用 实验 11 斜面实验的结论是 12 伽利略从斜面外推到竖直方向的理由是 13 伽利略研究经历了哪些过程 下一页 落体运动是匀加速直线运动 速度v很难测量 通过数学推理的方法 同时位移容易测定 斜面冲淡重力实验 伽利略的实验设计 冲淡重力 返回 实验验证 在同一个倾角的斜面上 小铜球滚下的位移总是与运动时间的平方成正比 斜面的倾角不同时 比例关系同样成立 只是常数的大小有变化 随着斜面倾角的增大 比例常数的数值也增大 返回 结论外推 随着倾角的增大 小铜球通过相同位移 所用时间在减小 即s t2增大当倾角增大到接近900时 物体就达了落体运动 返回 重的物体下落得比轻的物体快 v t s t2 小球在斜面上运动实验 外推至落体运动 问题 猜想 数学推理 实验验证 得出结论 伽利略的科学方法 返回 巩固练习 概括伽利略对落体运动的研究思路 伽利略的成功 不仅在于找出了落体运动的规律 更重要的是开辟了一条物理学的研究之路 爱因斯坦给予伽利略高度的评价 伽利略的发现以及他所用的科学推理方法 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 课后练习 模仿伽利略 1 一个塑料瓶装的水越多 它侧面底端的小孔喷出的水喷得越远 你认同此说法吗 2 你能否用实验的方法加以论证 返回 三 超越伽利略 现在我们可采用现代化的仪器设备对落体运动进行精确的 计时 定位 直接研究落体运动的性质 这里 我们来了解其中的一种 频闪照相 频闪照相是研究运动时常用的一种实验手段 在暗室中 照相机的快门处于常开状态 频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光 照亮运动的物体 于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置 就可知下落过程中任一位置处通过的位移和时间 返回 牛顿管演示实验 牛顿管实验 返回 课堂练习 1 在对落体运动进行研究的过程中 伽利略成功地使用了突出主要因素 忽略和排除次要因素的科学研究方法 请你谈一谈他是突出了哪种主要因素 又是忽略和排除了哪些次要因素的 2 在研究落体运动时 伽利略为什么要设计那个著名的 斜面实验 3 伽利略对落体运动的研究思路可以如何概括 你从中可以得到何种启示 4 设计一个表格对课本p45提供的伽利略手稿中记录的一组实验数据进行分析 看看你能否得出s t2的结论 5 在伽利略那个年代要想测出物体的瞬时速度是很困难的 今天可就方便多了 请用课本p48提供的频闪照片及数据求解在各次拍摄时小球的瞬时速度 判断是否满足v t的关系 6 请使用课本p48提供的频闪照片及数据 进行下列尝试 1 判断小球下落的高度及所用的时间之间是否满足h t2的关系 2 判断做落体运动的小球是否具有加速度 3 尝试从这张频闪照片出发 推测出落体运动的规律 7 如果在伽利略那个年代有一台仪器能够直接读出下落物体的速度 不仅可以大大缩短实验时间 而且能够解决处理数据时如何计算速度这一难题 就此尝试谈谈现代科技的发展与人类科学探究进程的关系 8 曾经有位哲学家这样调侃过亚里士多德 近代自然科学的每一项突破无一不是从批判亚