高中物理：2.1《探究自由落体运动》学案（粤教版必修1）

1 2 12 1 探究自由落体运动探究自由落体运动 一 节节清 内容 1 物体下落受到 的影响 没有空气阻力时 物体下落过程中运动快慢与 无关 2 物体仅在 作用下 从 即初速度为 开始竖直下落的运动 叫自 由落体运动 3 物体由静止下落的过程中 如果所受的 小于自身的 可以忽略 我们把这种运动当作自由落体运动 二 不定项选择 4 在忽略空气阻力的情况下 让一重一轻的石头从同一高度同时开始下落 以下说法正确 的是 A 重的石头下落得快 先着地 B 轻的石头下落得快 先着地 C 两块石头一起着地 D 无法判断 5 一个苹果和一片树叶同时从同一高度下落 以下说法正确的是 A 树叶和苹果下落得一样快 因为二者都做自由落体运动 B 树叶下落得慢 因为空气阻力对树叶运动的影响比对苹果的影响大 C 苹果的运动可以近似地视为自由落体运动 D 树叶和苹果落地时的速度大小一定相等 6 对于自由落体运动 下列说法正确是 A 自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动 B 自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 C 理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生 D 在有空气阻力时 只要空气阻力可以忽略 物体仍可以当作自由落体运动 7 甲 乙两个金属球 甲的重量是乙的 2 倍 从同一高度同时自由下落 下列哪种说法是 正确的 A 两球同时落地 B 甲球先落地 C 甲球落地时的速度较大 D 同一时刻在空中的位置相同 8 下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动 A 树叶的自由下落的运动 B 被运动员推出去的铅球的运动 C 从桌边自由滑落的钢笔的运动 D 从水面自由落到水底的石子的运动 三 课外阅读材料三 课外阅读材料 一 亚里士多德为什么在物理问题中总是出错一 亚里士多德为什么在物理问题中总是出错 评述亚里士多德的功与过评述亚里士多德的功与过 物理教科书上 亚里士多德给同学们的形象不好 他老是出错 请同学们讲一讲 他有 哪些错误的结论 2 物体下落的快慢是由它的重量决定的 物体越重 下落得越快 力是维持物体运动 的原因 用力推车 车才前进 停止用力 车子就要停下来 是否觉得亚里士多德实在太不高明 而伽利略则比他伟大千倍 其实这种看法过于偏激 事实上 亚里士多德是古代的一位伟大思想家 一位百科全书式的大学问家 他有着成就事 业的理性方法 又有着几乎无所不及的思想成果 是古代科学思想的伟大代表 不仅在哲学 逻辑学方面的成就至今还被应用着 而且对物理学的前期发展是有贡献的 亚里士多德认为 物体永远在运动变化 运动是永恒的 不能在一个时候曾经存在 在另一个时候不存在 这种运动永恒的观点具有唯物主义思想 包含辩证法的因素 至今仍 是积极而有价值的 亚里士多德提出的 自然运动 与 非自然运动 的理论 其中含有静止惯性的思想 在遥远的公元前 已是难能可贵的了 亚里士多德认为地上的物质由土 水 气 火这四种 基本元素 组成 企图从物质 本身来说明自然 把科学从宗教与神话中解放出来 这一精神是有进步意义 这是人类幼年 时代的思想精粹 亚里士多德主张大地是球形的 并列出了一些事实来证明 他说 当月蚀的时候 其 显明的部份恰带有球形的形状 月蚀的成因乃是由于地球遮蔽月球之故 因而这就是说 地球表面的球形确定了月球的轮廓 认识到大地是球形 是一个重大的认识飞跃 为后来引 力理论的建立作了思想准备 这样一位伟大的学者为什么在物理问题上经常出错 亚里士多德的错误不在于头脑也不 全在于时代 而在于研究方法 亚里士多德对物理的研究是采用 观察加直觉 的方法 他 的那些错误结论是靠观察 并依赖直接推理 得出一系列直觉结论 固然 观察与直觉对物 理研究是至关重要的 详细的观察和良好的直觉往往导致伟大的发现 然而物理学是一门以 实验为基础的学科 所以根据直接观察所得出的直觉结论不是都可靠 有时会将人们引入歧 途 如果说伽利略比亚里士多德伟大 就在于伽利略是第一位创造通过实验检验理论推导的 科学研究方法的科学家 二 伽利略与自由落体二 伽利略与自由落体 亚里士多德的学说在十六世纪仍然如日中天 人人都奉为经典 没有人提出任何的怀疑 亚里士多德关于 自由落体 的学说是 物体自高处自由落下的速度和重量成正比 也就是 说 一个十磅重的物体 下坠的速度会比一磅重的物体快十倍 这个学说在大小的外表上看 来 似乎非常的合理 而且人人也都相信学说的真确性 教授们严肃的把这个学说教给他们 的学生 学生们也都敬谨的接受这个学说 只有伽利略表示怀疑 伽利略曾经亲眼目睹大小不同的冰雹 同时一起掉落到地 根据常识判断 它们似乎是 从同一高度一起下坠的 但是按照亚里士多德的学说 较大的冰雹应该先落到地面上 小冰 雹在接着掉来 伽利略观察到的并非如此 他做了许多实验 发觉亚里士多德的学说是错误的 他决心指出这项错误 传说有一天 他邀请有关的教授到比塞塔前 拿出一个一百磅的重体 和一个一磅的重体 伽利略问所有的教授们 假如这两个重体同时自塔顶自由落下 结果如何 教授们议论纷纷 谁也没有做过这样的实验 没有人敢预料结果如何 以往 他们按亚里斯多德的学说照本宣科 从来没有怀疑过 现在 居然有一位二十五 岁的青年 提出了要求证据的疑问 结果呢 要是两个重体以非常悬殊的速度坠落地面 教 授们可以松一口气 证明亚里士多德的学说是正确的 伽利略将被冠上 说谎者 搅局者 的罪名 要是两个重体同时坠落地面 又将如何解释呢 是扬弃奉行多年的亚里士多德学说 接受伽利略实验所证明的事实 还是对伽利略的实验视若无睹 3 比萨塔的倾斜度可以使坠体不受阻碍 伽利略塔顶大喊 看清楚了没有 下来了 两个重体砰然而下 小的重体始终和大的重体并行 而且同时落地 这两个重体的砰然 一声 并不表示亚里士多德的学说已经崩溃 因为这一群教授在不想相信一件真实事物的时 候 根本不去看一看 摸一摸 无论如何也不愿意承认亚里士多德的学说是错误的 更荒谬 的是他们反而怀疑伽利略为了证实速度相同 而在重体内隐藏了 魔术 三 评述伽利略的科学研究方法三 评述伽利略的科学研究方法 比萨有座著名的塔 建于 1173 年 塔高 54 6m 179 英尺 由于塔基问题 塔身发 生倾斜 那正是理想落体实验场所 伽利略为了证明他的论断 他邀请了许多人到斜塔旁观 看 有他的支持者 也有他的反对者 伽利略一手拿着 1 只 0 454kg 1 磅 重的铅球 另 一手拿着一只 4 54kg 10 磅 重的铅球 一步一步地登上斜塔 那些支持亚里士多德的学 者发出 嘘嘘 的嘲笑声 准备看他 失败 的实验 伽利略到了塔顶 向下面人作了手势 叫喊着 现在请各位注意 他随即一松手 两只铅球笔直落下 啪 地一声 两个重 量不等的铅球同时落地 伽利略用实验方法证明亚里士多德的看法是错误的 还用实验证明了力不是维持物体 运动而是改变物体运动状态的原因 并根据斜面实验 提出惯性的概念 总结出了惯性定律 自由落体运动定律 相对性原理 发现了单摆等时性原理 用自制的 33 倍望远镜发现了一 系列天文现象 伽利略为了确立新的自然研究法 实验法的地位 又同教会的唯心论世界观进行了 激烈的斗争 受到罗马宗教法庭的迫害 罚他每星期背诵七篇忏悔圣诗 无限期地监禁在他 自己家中 但强权没有迫使伽利略屈服 他在家中写下了 两种科学的对话 它用实验方 法在物理学上打开了人们的眼界 不幸的是这本书出版时 伽利略已双目失明