高中物理學(xué)案伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程，領(lǐng)悟他的研究方法，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、勇于探索的情操。2．應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決具體問題?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】領(lǐng)悟伽利略的研究方法，應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決具體問題【學(xué)法指導(dǎo)】科學(xué)研究過程的基本要素【知識(shí)回顧】自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律：【學(xué)習(xí)過程】知識(shí)點(diǎn)一、綿延兩千年的錯(cuò)誤與邏輯的力量問題1：閱讀P8教材注解和P45教材，了解亞里士多德的主要成就和關(guān)于物體下落的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，物體下落的快慢是由決定的。這一論斷符合人們的常識(shí)被人們接受。問題2：伽利略的邏輯推理：從“”的前提推斷出了相互矛盾的結(jié)論，提出了一種新的觀點(diǎn)：重物與輕物下落得。物體下落的快慢不同是因?yàn)榈挠绊懖煌?。?xùn)練1：1971年7月26號(hào)發(fā)射的阿波羅-15號(hào)飛船首次把一輛月球車送上月球，美國(guó)宇航員斯科特駕駛月球車行駛28公里A．羽毛先落地，鐵錘后落地B．鐵錘和羽毛都做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地C．鐵錘先落地，羽毛后落地D．鐵錘和羽毛都做自由落體運(yùn)動(dòng)，重力加速度為知識(shí)點(diǎn)二、科學(xué)猜想與假設(shè)問題3：伽利略從這個(gè)信念出發(fā)，猜想落體運(yùn)動(dòng)一定是最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)該是變化的，即。問題4：請(qǐng)你根據(jù)伽利略的猜想，結(jié)合前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算推理出：，即。知識(shí)點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證問題5：讓小球從斜面上的不同位置由靜止?jié)L下，測(cè)出小球從不同起點(diǎn)滾下的和，檢驗(yàn)。斜面傾角一定時(shí)，小球做運(yùn)動(dòng)；改變小球的質(zhì)量，只要傾角一定，小球的加速度都是；增大斜面的傾角，小球加速度；將斜面傾角外推到時(shí)的情況——小球自由下落，認(rèn)為小球仍會(huì)做，而且所有物體下落的加速度是一樣的。訓(xùn)練2：伽利略用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的最大困難是（）A．不能很準(zhǔn)確地測(cè)定下落的高度B．不能測(cè)出下落物體的瞬時(shí)速度C．當(dāng)時(shí)沒有測(cè)量時(shí)間的儀器D．當(dāng)時(shí)沒有記錄該物體運(yùn)動(dòng)的數(shù)碼相機(jī)訓(xùn)練3：伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖2所示的斜面實(shí)驗(yàn)。下列哪些方法是他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中采用過的（）用水鐘計(jì)時(shí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析改變斜面傾角，比較各種傾角得到的的比值的大小將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理“外推”，說明自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)四、伽利略的科學(xué)方法問題6：伽利略科學(xué)思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來，給出了科學(xué)研究過程的基本要素：對(duì)現(xiàn)象的運(yùn)用邏輯推理得出結(jié)論對(duì)假說進(jìn)行修正和推廣。對(duì)于伽利略的成就和獲得成就的方法，愛因斯坦的贊揚(yáng)最具有代表性：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想使上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著真正開端?！庇?xùn)練4：在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點(diǎn)甚至更重要。偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來的科學(xué)家具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義。請(qǐng)你回顧回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程，判定下列哪個(gè)過程是伽利略的探究過程（）A．猜想問題數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論B．問題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論C．問題猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論D．猜想問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論知識(shí)點(diǎn)五、自由落體運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律的綜合應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，前面學(xué)習(xí)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)都適用。訓(xùn)練5：下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是（）A．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)B．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)C．在地球表面上各處，物體自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等D．在地球表面經(jīng)度較大處，物體自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度較大訓(xùn)練6：甲、乙兩球從統(tǒng)一高度處相隔1s先后自由下落，則在下落過程中（）A．兩球速度差越來越小B．兩球速度差越來越大C．兩球距離始終不變D．兩球距離越來越大訓(xùn)練7：一石塊從高度為H處自由下落，當(dāng)速度達(dá)到落地高度的一半時(shí)，它的下落距離等于（）A．B．C．D．訓(xùn)練8：一個(gè)石子從高處釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)，已知它在第1s內(nèi)的位移大小是，則它在第3s內(nèi)的位移大小是（）A．5B．7C．9D．3訓(xùn)練9：設(shè)宇航員在某行星上從32m處自由釋放一重物，測(cè)得在下落最后1s內(nèi)所通過的距離為14m，則重物下落的時(shí)間是多少？該星球表面的重力加速度為多大？【當(dāng)堂檢測(cè)】1．(A級(jí))如圖3所示是頻閃拍攝的真空管中羽毛和金屬球從統(tǒng)一高度同時(shí)下落的照片，由此照片可知（）A．在地面上同一地方，物體下落快慢一定與其重量無關(guān)B．在不計(jì)阻力時(shí)，輕的物體與重的物體下落一樣快C，越往下相鄰兩次閃光物體間距越大，說明物體運(yùn)動(dòng)速度越來越快D．該實(shí)驗(yàn)說明伽利略關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的猜想是正確的自由落體運(yùn)動(dòng)，重力加速度為2．(A級(jí))伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有（）A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無關(guān)D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)所需的時(shí)間與傾角無關(guān)3．（B級(jí)）為了求出樓房的高度，讓一小石塊從樓頂自由下落，不計(jì)空氣阻力，重力加速度已知，則（）A．只需測(cè)出小石子在第1s內(nèi)下落的高度B．只需測(cè)出小石子落地速度C．只需測(cè)出小石子在最后1s內(nèi)下落的高度D．只需測(cè)出小石子通過最后1m所用的時(shí)間4．（B級(jí)）利用水滴下落可以測(cè)重力加速度，方法是：調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一個(gè)盤子，調(diào)整盤子的高度，使一