伽利略对落体运动的研究 高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

第二章匀变速直线运动2.1伽利略对落体运动的研究2.2自由落体运动的规律2.3匀变速直线运动的规律2.1

伽利略对落体运动的研究分类归纳比较不同类别的差异点归纳相同类别的共同点运动的分类运动轨迹直线曲线速度是否恒定匀速运动变速运动是否需要人的参与人参与的运动自然发生运动

亚里士多德如何研究运动？亚里士多德落体运动越重的物体下落越快研究方法：观察归纳分类提出结论树叶石头

伽利略如何质疑越重的物体下落越快？重的物体比轻的物体坠落快假定

矛盾

伽利略如何质疑越重的物体下落越快？重的物体比轻的物体坠落快假定

矛盾归谬法科学推理分类归纳归谬法现象结论归纳总结部分表面落体运动特征：轨迹竖直向下由静止开始受到重力和阻力影响下落快慢的因素是什么?重力阻力控制变量法实验设计观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论实验设计假设重力空气阻力实验实验结论重力相同的纸片和纸团阻力对落体运动有影响质量不同，大小差不多纸团无法确定阻力还是干扰因素，没彻底去除牛顿管实验装置密封的有机玻璃管无线的压强传感器抽气装置NASA巨型牛顿管-全球最大的真空实验室假设重力空气阻力实验实验结论推理结论重力相同的纸片和纸团阻力对落体运动有影响重力不同，大小差不多纸团无法确定阻力还是干扰因素，没彻底去除当阻力因素逐渐去除的情况下，物体的下落运动逐渐趋同仅受重力时，所有物体具有完全相同的加速度！一、物体下落的快慢与物体的质量无关，与物体受到的空气阻力有关。二、自由落体运动（free-fallmotion）：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。Note：在实际情况中，空气阻力的影响总是不可避免的。因此，生活中我们常见到石块比羽毛下落更快的现象。自由落体运动也是一个描述物体下落过程的物理模型。当空气阻力对物体下落的影响小到可以忽略不计时，物体从静止开始下落的运动就可近似为自由落体运动。水滴从树梢上滴落的过程能被近似为自由落体运动；而雨滴从云层上下落的过程就不能忽略空气阻力的影响理想过程模型落体运动特征：轨迹竖直向下由静止开始受到重力和阻力自由落体运动物体只在重力作用下从静止开始下落的运动条件：只在重力作用下，由静止——理想模型如何研究自由落体运动的规律？观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论当一块原本静止的石头从高处落下的速度连续增加时，为什么不应当相信速度以一种简单的、人们最容易理解的方式增加呢？？速度随什么物理量增加？速度随时间均匀增加？速度随位移均匀增加？观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论速度随时间均匀增加？

简洁美观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？面临困难速度时间

解决办法

转化为

脉搏水钟时间水钟观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？面临困难速度时间解决办法

转化为

竖直下落转化为沿斜面运动伽利略实验装置的复刻品铜球

观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论

实验证实：小球在斜面上做的是从静止开始的、速度随时间均匀增加的运动。实验证实：小球在斜面上做的是从静止开始的、速度随时间均匀增加的运动。如何利用斜面实验的结果来说明自由落体运动的规律？外推

与质量m无关自由落体运动落体运动特征：轨迹竖直向下由静止开始受到重力和阻力自由落体运动物体只在重力作用下从静止开始下落的运动条件：只在重力作用下，由静止——理想模型落体运动特征：轨迹竖直向下由静止开始受到重力和阻力自由落体运动物体只在重力作用下从静止开始下落的运动条件：只在重力作用下，由静止——理想模型具有相同的运动规律

物体只在重力作用下从静止开始下落的运动条件：只在重力作用下，由静止——理想模型具有相同的运动规律

分类归纳控制变量归谬法外推法观察现象提出问题猜想假设实验研究和逻辑推理（包括数学推演）得出结论支持假