2.6 伽利略对自由落体运动的研究.doc

曲阜一中20122013学年度高一年级第一学期导学案编号：0411总编号：132.6 伽利略对自由落体运动的研究编写： 定稿： 审核： 使用时间： 月 日学生姓名：班级：学号：【学习目标】1、让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法2、使学生体会“观察现象实验探索提出问题讨论问题解决问题”的科学探究方式【自主学习】一、亚里士多德的论断？二、伽利略的论断1.伽利略用巧妙的推理反驳了“重的物体比轻的物体下落得更快”的说法.2.实验（1）下落的铁球和纸片，铁球下落得快.（2）下落的铁球和纸团，下落快慢差不多.（3）钱毛管实验，有空气时，小钱币下落得快；没有空气时，钱币和羽毛下落得一样快.通过这些实验可证明，自由落体运动的快慢是由于空气阻力造成的.3.伽利略的探究之路（1）大胆的猜想下落物体的速度是随时间均匀增大的，即vt.即下落物体其运动性质是匀加速直线运动.（2）数学推理用实验观察和验证vt，需要测量不同时刻的瞬时速度，但瞬时速度v很难直接测量.由于位移是比较容易测量的物理量，因此，如果将匀变速直线运动的位移和时间的关系找到，就比较容易进行实验验证了.从静止开始的匀加速直线运动，其位移与时间的平方成正比，即st2.（3）巧妙的“冲淡重力”斜面实验实验再现：将一条刻有光滑凹槽的长木板的一端垫起.在盛水的大桶下面装一根细管，让水均匀流出，用流出的水量表示时间.将铜球从凹槽的某一特定位置由静止释放.记录下流出一定水量时，铜球的位置.测量水的重量换算成时间t1，测量出铜球的位移s1.重复上述实验步骤，测出t2和s2，t3和s3.数据处理：求出位移s和时间t的比值.结论归纳：通过计算表明，在误差允许的范围内，有=常数，即st2.（4）合理外推伽利略将实验的结果作了合理的外推，把结论从有倾角的情况增大到90的情况，这时小球将自由下落，成为自由落体.伽利略认为这时小球仍然会保持匀速直线运动的性质.这种从斜面运动到落体运动的外推，是很巧妙的.（5）伽利略的研究思路及价值思路：问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论.价值：伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法.这种方法对于后来的科学研究，具有重大的启蒙作用，至今仍不失为重要的科学方法之一.【互动探究】1.频闪照相就是在同一张底片上，每隔相同的时间t曝光一次，连续对一个物体照相，这样就会在同一张底片上呈现出同一物体在不同时刻的像.2.数据处理问题与探究问题： 从高空落下的雨滴的运动能否看作自由落体运动？从不太高的水龙头滴下的水滴的运动能否看作自由落体运动？探究思路：学后反思1、 已学会的：2、 需努力的：基础达标（试一试，你能行！）1伽利略巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点，从而提出了“自由落体是一种最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的”观点这种方法在科学研究中叫()A数学推演 B实验验证 C猜想与假说 D逻辑推理2伽利略认为落体运动应该是简单的变速运动，即它的速度是均匀变化的，速度的均匀变化意味着()A速度与时间成正比 B速度与位移成正比C速度与时间的二次方成正比 D位移与时间的二次方成正比3伽利略用实验验证vt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4伽利略给出了科学研究过程的基本要素，这些要素包含对现象的一般观察、_、_、_、对假说进行修正和推广伽利略科学思想方法的核心是把_和_和谐地结合起来5一个铁钉和一个棉花团同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为()A铁钉比棉花团重 B棉花团受到的空气阻力不能忽略C铁钉不受空气阻力 D铁钉的重力加速度比棉花团的大能力提升（相信自己，你能做的更好！）1甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是（）。A甲比乙先着地 B甲比乙的加速度大C甲与乙同时着地 D甲与乙加速度一样大2伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最完美的实验在加速度实验中，伽利略将光滑的直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系，亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球的运动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x，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：_.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体的实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一要素，在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减少铜球运动的_，同时抓住_这一要素3古希腊哲学家亚里士多德认为，重的物体比轻的物体下落得要快。这符合人们的常识，如玻璃弹子就比羽毛落得快。其实古代时我国也出现过这种故事：如图所示，传说三国时期，周仓欲与关羽比力气，关羽说你能把一根稻草丢过河吗？周仓多次试丢未成，反问关羽，关羽随手将一捆稻草轻易丢过了河，令周仓折服。这个故事真能说明关羽臂力过人吗？为什么？4一个物体从塔顶上自由下落，在到达地面前的最后1 s内通过的位移是整个位移的，求塔高。（g