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

6伽利略对自由落体运动的研究 1 了解伽利略对自由落体运动的研究过程 体会其科学实验与推理的过程 2 领会伽利略在研究中所使用的科学方法 3 进一步明确自由落体运动的性质和条件 同样快 变速 均匀 位移 所用的时间 匀加速直线 相同 增大 匀变速直线 提出假设 得出推论 实验对推论 假说 修正和推广 实验 逻辑推理 包括数学推演 一 绵延两千年的错误1 亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的 这一论断符合人们的常识 以至于其后两千年的时间里 人们一直信奉他的学说 2 亚里士多德是世界历史上了不起的大人物 在科学界有着很大贡献 他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步探索 我们应这样看待亚里士多德的观点 第一 是人类迈出的第一步 有很大的进步性 第二 是错误的 第三 统治了两千年 二 逻辑的力量1638年 伽利略对亚里士多德的观点提出了质疑 伽利略认为 如果重物比轻物下落得快 那么 把重物和轻物拴在一起 重物速度会被轻物拖着而减小 轻物速度则会被重物拖着而增大 拴在一起时对应的下落速度应小于单个重物的下落速度 从另一角度看 重物和轻物拴在一起 总重力增加了 那么对应的下落速度应比单个重物大 伽利略从亚里士多德的理论出发 推出了两个矛盾的结论 由此 伽利略认为只有一种可能性 重物和轻物应该下落得同样快 2 1 伽利略的科学研究过程的基本要素 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出推论 通过实验对推论进行检验 对假说进行修正和推广 2 伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理 包括数学推演 完美地结合起来 请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程 判定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 解析 伽利略的研究方法是 对现象的一般观察 提出问题 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出结论 通过实验对推论进行检验 对假说进行修正和推广 答案 C 伽利略以前的学者认为 物体越重 下落越快 伽利略等一些物理学家否定了这种看法 1 在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球 玻璃球先于羽毛到达地面 这主要是因为 A 它们的质量不等B 它们的密度不等C 它们的材料不同D 它们所受的空气阻力不等 2 在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球 下列说法中正确的是 它们受到的空气阻力不等 它们的加速度相等 它们落地的速度不等 它们下落的时间相等A B C 只有 D 只有 答案 1 D 2 B 解析 羽毛下落时空气阻力不能忽略 玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略 1 玻璃球先于羽毛到达地面 这主要是因为羽毛受到的空气阻力大的缘故 正确选项为D 2 大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等 在忽略空气阻力的情况下 两球均做自由落体运动 它们的加速度相等 因下落高度相等 故下落的时间相等 落地的速度相等 正确选项为B 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 当时没有记录物体运动的数码相机 解析 在当时的实验条件下 不能测出下落物体的瞬时速度 使实验无法进行 故B正确 答案 B 科学探究活动通常包括以下环节 提出问题 作出假设 制定计划 收集证据 评估交流等 一组同学研究 运动物体所受空气阻力与运动速度关系 的探究过程如下 A 有同学认为 运动物体所受空气阻力可能与运动速度有关 B 他们计划利用一些 小纸杯 作为研究对象 用超声测距仪等仪器测量 小纸杯 在空中直线下落时的下落距离 速度随时间变化的规律 以验证假设 C 在相同的实验条件下 同学们首先测量了单个 小纸杯 在空中下落过程中不同时刻的下落距离 将数据填入下表中 下图甲是对应的x t图线 然后将不同数量的 小纸杯 叠放在一起从空中下落 分别测出它们的v t图线 如图乙中图线1 2 3 4 5所示 D 同学们对实验数据进行分析 归纳后 证实了他们的假设 回答下列问题 1 与上述过程中A B步骤相应的科学探究环节分别是 2 图甲中的AB段反映了运动物体在做 运动 表中x处的值为 3 图乙中各条图线具有共同特点 小纸杯 在下落的开始阶段做 运动 最后 小纸杯 做 运动 4 比较图乙中的图线1和5 指出在1 0 1 5s时间段内 速度随时间变化关系的差异 解析 1 A B步骤相应的科学探究环节分别是 作出假设 搜集证据 2 从x t图象可以看出AB段是向上倾斜的直线 所以是匀速直线运动 此匀速直线运动将一直保持到纸杯落地 由于从1 2s 1 6s和1 6s 2 0s两个时间段相等 都是0 4s 故两段下落的高度相等 x 1 447m 1 447 0 957 m 1 937m 3 在开始阶段 加速度逐渐减小 最后减为零 故开始先做加速度减小的加速运动 最后做匀速运动 4 由图可以看出 在1 0 1 5s内图线1表示速度不再变化 图线5表示速度在增加 答案 1 作出