人教版 高一物理 必修一 第二章：2.6伽利略對自由落體運動的研究 20張PPT

1、 亞亞 里里 士士 多多 德德 （前（前384-384-前前322322） 亞里士多德（前亞里士多德（前384384前前322322年），年），古希臘古希臘 斯吉塔拉人，世界古代史上最偉大的斯吉塔拉人，世界古代史上最偉大的哲學哲學 家家、科學家科學家和和教育家教育家之一。是之一。是柏拉圖柏拉圖的學的學 生，生，亞歷山大亞歷山大的老師。的老師。馬克思馬克思曾稱亞里士曾稱亞里士 多德是多德是古希臘哲學古希臘哲學家中最博學的人物家中最博學的人物。 體體 會會 生活常識生活常識： 重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地 結論結論 物體下落的快慢由它們的重量決定物體下落的快慢由它們的重

2、量決定 一樣快！一樣快！ 跨越時空的對話跨越時空的對話 亞里士多德亞里士多德 (Aristotle，前，前384322) 伽利略伽利略 (GalileoGalilei，15641642) 重的快！重的快！ 伽伽 利利 略略 伽伽 利利 萊萊 Galileo Galilia (1564-1642) 伽利略是近代實驗科學的伽利略是近代實驗科學的先驅者先驅者， 是意大利文藝復興后期偉大的是意大利文藝復興后期偉大的天文學家天文學家、 力學家、力學家、哲學家哲學家、物理學家物理學家、數學家數學家。也。也 是近代是近代實驗物理學實驗物理學的開拓者，被譽為的開拓者，被譽為“近近 代科學之父代科學之父”。 他

3、是為維護他是為維護真理真理而進行不而進行不 屈不撓斗爭的戰(zhàn)士。屈不撓斗爭的戰(zhàn)士。恩格斯恩格斯稱他是稱他是“不管不管 有何障礙，都能不顧一切而打破舊說，創(chuàng)有何障礙，都能不顧一切而打破舊說，創(chuàng) 立新說的巨人之一立新說的巨人之一”。 邏輯的力量邏輯的力量 v1=8 v2=4 v128 4v128 伽利略認為：伽利略認為： 重物與重物與 輕物應該下輕物應該下 落得同樣快。落得同樣快。 推推 翻翻 此此 觀觀 點點 猜猜 想想 與與 假假 說說 兩種可能：兩種可能： 1 1、速度隨位移的變化是均勻的、速度隨位移的變化是均勻的 2 2、速度隨時間的變化是均勻的、速度隨時間的變化是均勻的 被否定被否定 實實

4、 驗驗 驗驗 證證 困難一：速度無法直接測量困難一：速度無法直接測量 突破：突破： 間接驗證間接驗證 tv 2 ts 數學推導數學推導 實實 驗驗 驗驗 證證 困難二：落體運動時間太快，無法準確測量困難二：落體運動時間太快，無法準確測量 突破：突破： “沖淡沖淡”重力，使其加速度減小重力，使其加速度減小 伽伽 利利 略略 設設 計計 的的 斜斜 面面 在一平木板中央開一條槽，在槽中鋪一層光在一平木板中央開一條槽，在槽中鋪一層光 滑的牛皮紙。滑的牛皮紙。 實實 驗驗 驗驗 證證 質量不同的質量不同的小球同一斜面下落，加速小球同一斜面下落，加速 度相同度相同 增大斜面傾角，加速度變大增大斜面傾角，

5、加速度變大, ,質量不同質量不同 小球加速度仍相同小球加速度仍相同 合合 理理 外外 推推 質量不同的質量不同的小球同一斜面下落，加速度小球同一斜面下落，加速度 相同相同 增大斜面傾角，加速度變大增大斜面傾角，加速度變大 傾角很大，接近落體運動傾角很大，接近落體運動 傾角傾角9090, , 就是就是自由落體運動自由落體運動！ 如果完全排除空氣阻力，如果完全排除空氣阻力， 那么，所有物體下落都將一樣那么，所有物體下落都將一樣 快。快。 修修 正正 和和 推推 廣廣 在科學研究中，懂得忽略什么，有在科學研究中，懂得忽略什么，有 時比懂得重視什么同樣重要時比懂得重視什么同樣重要 伽利略伽利略 對現象

6、的對現象的 一般觀察一般觀察 提出假設提出假設 邏輯邏輯( (數學數學) ) 得出推論得出推論 實驗對推論實驗對推論 進行檢驗進行檢驗 對假說修對假說修 正和推廣正和推廣 伽利略的科學方法伽利略的科學方法 超超 越越 伽伽 利利 略略 現在我們不必用斜面來現在我們不必用斜面來“沖淡重力沖淡重力”， 就可以對落體運動精確地就可以對落體運動精確地“計時計時”、“定定 位位”，直接研究落體運動的性質。，直接研究落體運動的性質。 現代研究落體運動的方法現代研究落體運動的方法 ： 1 1、“自由落體頻閃照片自由落體頻閃照片”求加速度求加速度 2 2、用打點計時器研究紙帶求出加速度、用打點計時器研究紙帶求

7、出加速度 3 3、其它方法（測速計等）、其它方法（測速計等） 探究自由落體運動的推論探究自由落體運動的推論 推論一：推論一：T T秒末的瞬時速度比秒末的瞬時速度比(V=gt)(V=gt) 第第1 1秒末的速度秒末的速度 V V1 1= = 第第2 2秒末的速度秒末的速度 V V2 2= = 第第3 3秒末的速度秒末的速度 V V3 3= = 第第4 4秒末的速度秒末的速度 V V4 4= = 第第n n秒末的速度秒末的速度 V Vn n= = V V1 1：V V2 2：V V3 3：V V4 4：:V:Vn n=1:2:3:4:n =1:2:3:4:n g g 2g2g 3g3g 4g4g

8、ngng 推論二推論二: :前前n n秒內平均速度比（秒內平均速度比（V=gt/2V=gt/2） 前前1 1秒內的平均速度秒內的平均速度V V1 1=g/2=g/2 前前2 2秒內的平均速度秒內的平均速度V V2 2=g=g 前前3 3秒內的平均速度秒內的平均速度V V3 3=3g/2=3g/2 前前4 4秒內的平均速度秒內的平均速度V V4 4=2g=2g 前前n n秒內的平均速度秒內的平均速度V Vn n=ng/2=ng/2 V V1 1:V:V2 2:V:V3 3:V:V4 4：:V:Vn n=1/2:1:3/2:2:n/2=1/2:1:3/2:2:n/2 推論三推論三: :前前n n秒

9、內的位移比（秒內的位移比（h=gth=gt2 2/2/2） 前前1 1秒內的位移秒內的位移h h1 1=g/2=g/2 前前2 2秒內的位移秒內的位移h h2 2=4g/2=4g/2 前前3 3秒內的位移秒內的位移h h3 3=9g/2=9g/2 前前4 4秒內的位移秒內的位移h h4 4=16g/2=16g/2 前前n n秒內的位移秒內的位移h hn n=n=n2 2g/2g/2 h h1 1:h:h2 2：h h3 3:h:h4 4:h:hn n=1:2=1:22 2:3:32 2:4:42 2:n:n2 2 推論四：第推論四：第n n秒內的位移比（秒內的位移比（h=gth=gt2 2/2/2） 第第1 1秒內的位移秒內的位移h h1 1=g/2=g/2 第第2 2秒內的位移秒內的位移h h2 2=3g/2=3g/2 第第3 3秒內的位移秒內的位移h h3 3=5g/2=5g/2 第第4 4秒內的位移秒內的位移h h4 4=7g/2=7g/2 第第n n秒內的位移秒內的位移h hn n=(2n-1)g/2=(2n-1)g/2 h h1 1:h:h2 2:h:h3 3:h:h4 4:h:hn n=1:3:5:7:=1:3:5:7:(2n-1)(2n-1) 例題例題 從離地面從離地面80m80m的空中自由下落一個小球，取的空中自由下落一個