伽利略對自由落體運動的研究課件

第二章勻變速直線運動的研究2.6伽利略對自由落體運動的研究(重走大師之路體驗科學方法)第二章勻變速直線運動的研究2.6伽利略對自由落體運動的研1

他是誰？他的全部作品有47部留存。他的著作包括天文學、動物學、地理學、地質學、物理學、解剖學、生理學、倫理學、心理學、經濟學、政治學、修辭學、美學。黑格爾：他是歷史上最多才、最淵博的科學天才之一，他是一個在歷史上無與倫比的人……亞里士多德馬克思、恩格斯：古希臘著名的思想家和哲學家、在西方被稱為“最博學的人”、古代最偉大的思想家名言：“吾愛吾師，吾更愛真理”

他是誰？他的全部作品有47部留存。黑格爾：他是歷史上最多生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點正確嗎？亞里士多德：

物體下落的快慢由它們的重量決定．思考:亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？思考:為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年？一

綿延兩千年的錯誤研究方法：觀察——思考（直覺）人們依靠經驗判斷：觀察——思考（直覺）生活常識：這個觀點正確嗎？亞里士多德：物伽利略

伽利略物理學家、天文學家伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。——愛因斯坦伽利略伽利略伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科思考：

伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的？閱讀46頁，“邏輯的力量”思考：閱讀46頁，“邏輯的力量”二

邏輯的力量論證了亞里士多德的錯誤觀點:“重物比輕物下落得快”正確結論:重物與輕物下落得同樣快伽利略運用邏輯推理的方法伽利略怎樣研究自由落體運動的？閱讀46頁到48頁概括其研究過程，找出你認為的“智慧閃光點”

二

邏輯的力量論證了亞里士多德的錯誤觀點:“重物比輕物下三

伽利略的科學方法觀察現(xiàn)象提出假設運用邏輯得出推論實驗驗證修正推廣科學研究過程的基本要素三

伽利略的科學方法觀察提出運用邏輯實驗修正科學研第一個環(huán)節(jié)

猜想與假說自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。物體下落速度是均勻變化的伽利略第一個環(huán)節(jié)

猜想與假說自然界是簡單的，自然界的伽利略第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證伽利略隨時間均勻變？隨位移均勻變？物體下落速度是均勻變化的。臻美——物理思想若v0＝0,勻變速直線運動：速度隨時間均勻變化第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證伽利略隨時間均勻變？隨位移均勻第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證困難一：速度無法直接測量突破：

間接驗證2txμ困難二：

落體運動時間太短，無法準確測量突破：“沖淡”重力，使其加速度減小若v0＝0,第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證困難一：速度無法直接測量2t伽利略的實驗設計：“沖淡重力”伽利略的實驗設計：“沖淡重力”伽利略實驗記錄實驗開始時，讓銅球放在槽頂沿著槽滾下，并記錄整個下滑時間。重復幾次，“以便使測得的時間準確到兩次測定的結果相差不超過一次脈搏的十分之一。進行這樣的操作，肯定了我們的觀察是可靠的以后，將球滾下的距離改為槽長的四分之一，測定滾下的時間，我們發(fā)現(xiàn)它準確地等于前者的一半。下一步，我們用另一些距離進行試驗，把全長所用的時間與全長的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分數(shù)所用的時間相比較。像這樣的實驗，我們重復了整整100次，結果總是經過的距離與時間的平方成比例，并且在各種不同坡度下進行實驗，結果也都如此……”伽利略在《兩種新科學的對話》中所記述的這段話，已道出了勻加速運動中經過的距離與時間的平方成比例的基本規(guī)律。

伽利略實驗記錄實驗開始時，讓銅球放在槽頂沿著槽滾下，并助手利用自己的脈搏測時間伽利略助手利用自己的脈搏測時間伽利略第三環(huán)節(jié)得出結論合理外推質量不同小球同一斜面下落，加速度相同增大斜面傾角，加速度變大

傾角很大，接近落體運動→傾角900,就是自由落體運動！排除空氣阻力，下落得一樣快！

（理想實驗的方法）第三環(huán)節(jié)得出結論合理外推質量不同小球同一斜面下落，加速結論自由落體運動是:v0＝0的勻加速直線運動，且所有物體下落的加速度都相同。結論自由落體運動是:v0＝0的勻加速直線運動，且所有物伽利略科學研究方法的核心

伽利略比他的前人更偉大，就在于他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設的科學方法。這些科學方法的核心是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學演算）和諧地結合了起來，發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法伽利略科學研究方法的核心伽利略比他的前人更偉大，

伽利略的科學方法觀察現(xiàn)象提出假設運用邏輯得出推論實驗驗證修正推廣科學研究過程的基本要素核心

伽利略的科學方法觀察提出運用邏輯實驗修正科學研究為了紀念伽利略的偉大貢獻，1993年4月8日，來自世界各地的科學家把木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時靜止釋放，用精密電子儀器和攝像機記錄，結果發(fā)現(xiàn)所有小球落地。幾乎同時以同一速度為了紀念伽利略的偉大貢獻，1993年4月8日V0=01s1s1sh1h2h3寫出下落1s末、2s末、3s末速度之比及下落高度之比寫出下落的第一秒內、第二秒內、第三秒內的下落高度之比v3v2v1寫出下落至中間位置的時間與全程時間之比寫出前半程時間和后半程時間之比V0=01s1s1sh1h2h3寫出下落1s末、2s末、3s自由落體運動習題自由落體運動習題20做自由落體運動的物體，經過A點和B點時速度分別是4.9m/s和19.6m/s，求1）下落到A點的時間？下落的高度？2）物體通過AB所用的時間和AB間的距離。ABO做自由落體運動的物體，經過A點和BABO2.做自由落體運動的物體在最初1秒內下落的距離等于整個下落高度的，它下落的總時間為多少？2.做自由落體運動的物體在最初1秒內下落的距離等于，它下落的，它下落的高度為多少？3.如果在最后1秒內下落的距離是整個下落高度的，它下落的高度為多少？3.如果在最后1秒內下落的距離是整個下4.物體由屋頂自由下落，經過最后2m所用的時間是0.15s，則屋頂?shù)母叨燃s為多少？4.物體由屋頂自由下落，經過最后2m所用的時間是0.15s，鞏固練習1、一條鐵鏈長5m，上端掛在某點，自由下垂。放開后讓它自由下落，整條鐵鏈經過懸點下方25m處某點的時間是多少？（g=10m/s2）“經過”問題鞏固練習1、一條鐵鏈長5m，上端掛在某點，自鞏固練習、一條竹竿長5m，上端掛在某點，豎直下垂。懸點下方15m處有一豎直放置的竹筒，長度也為5m，竹筒的粗細能保證竹竿通過。放開竹竿后讓它自由下落，整根竹竿通過竹筒的時間是多少？（g=10m/s2）鞏固練習、一條竹竿長5m，上端掛在某點，豎直鞏固練習2、A球從塔頂自由落下，當落下5m時，B球從距塔頂25m處開始自由下落，結果同時落地。求塔高是多少？（g=10m/s2)AB鞏固練習2、A球從塔頂自由落下，當落下5m時，鞏固練習鞏固練習：兩個小球用10m長的細繩相連，自某一高度由靜止先釋放A球，0.5s后再釋放B球。求：繩拉直瞬時，A球下落多高？運動多長時間？鞏固練習鞏固練習：兩個小球用10m長的細繩鞏固練習3、一觀察者發(fā)現(xiàn)，每隔一定時間有一個水滴自8m高處的屋檐自由落下，而且看見第五滴水剛要離開屋檐時，第一滴水正好落在地面上。那么這時第二滴水的高度是多少？（g=10m/s2）鞏固練習3、一觀察者發(fā)現(xiàn)，每隔一定時間有一個水滴自8十大最美麗物理實驗十大最美麗物理實驗第二章勻變速直線運動的研究2.6伽利略對自由落體運動的研究(重走大師之路體驗科學方法)第二章勻變速直線運動的研究2.6伽利略對自由落體運動的研31

他是誰？他的全部作品有47部留存。他的著作包括天文學、動物學、地理學、地質學、物理學、解剖學、生理學、倫理學、心理學、經濟學、政治學、修辭學、美學。黑格爾：他是歷史上最多才、最淵博的科學天才之一，他是一個在歷史上無與倫比的人……亞里士多德馬克思、恩格斯：古希臘著名的思想家和哲學家、在西方被稱為“最博學的人”、古代最偉大的思想家名言：“吾愛吾師，吾更愛真理”

他是誰？他的全部作品有47部留存。黑格爾：他是歷史上最多生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點正確嗎？亞里士多德：

物體下落的快慢由它們的重量決定．思考:亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？思考:為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年？一

綿延兩千年的錯誤研究方法：觀察——思考（直覺）人們依靠經驗判斷：觀察——思考（直覺）生活常識：這個觀點正確嗎？亞里士多德：物伽利略

伽利略物理學家、天文學家伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端?！獝垡蛩固官だ再だ再だ缘陌l(fā)現(xiàn)以及他所應用的科思考：

伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的？閱讀46頁，“邏輯的力量”思考：閱讀46頁，“邏輯的力量”二

邏輯的力量論證了亞里士多德的錯誤觀點:“重物比輕物下落得快”正確結論:重物與輕物下落得同樣快伽利略運用邏輯推理的方法伽利略怎樣研究自由落體運動的？閱讀46頁到48頁概括其研究過程，找出你認為的“智慧閃光點”

二

邏輯的力量論證了亞里士多德的錯誤觀點:“重物比輕物下三

伽利略的科學方法觀察現(xiàn)象提出假設運用邏輯得出推論實驗驗證修正推廣科學研究過程的基本要素三

伽利略的科學方法觀察提出運用邏輯實驗修正科學研第一個環(huán)節(jié)

猜想與假說自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。物體下落速度是均勻變化的伽利略第一個環(huán)節(jié)

猜想與假說自然界是簡單的，自然界的伽利略第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證伽利略隨時間均勻變？隨位移均勻變？物體下落速度是均勻變化的。臻美——物理思想若v0＝0,勻變速直線運動：速度隨時間均勻變化第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證伽利略隨時間均勻變？隨位移均勻第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證困難一：速度無法直接測量突破：

間接驗證2txμ困難二：

落體運動時間太短，無法準確測量突破：“沖淡”重力，使其加速度減小若v0＝0,第二個環(huán)節(jié)

邏輯推理

實驗驗證困難一：速度無法直接測量2t伽利略的實驗設計：“沖淡重力”伽利略的實驗設計：“沖淡重力”伽利略實驗記錄實驗開始時，讓銅球放在槽頂沿著槽滾下，并記錄整個下滑時間。重復幾次，“以便使測得的時間準確到兩次測定的結果相差不超過一次脈搏的十分之一。進行這樣的操作，肯定了我們的觀察是可靠的以后，將球滾下的距離改為槽長的四分之一，測定滾下的時間，我們發(fā)現(xiàn)它準確地等于前者的一半。下一步，我們用另一些距離進行試驗，把全長所用的時間與全長的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分數(shù)所用的時間相比較。像這樣的實驗，我們重復了整整100次，結果總是經過的距離與時間的平方成比例，并且在各種不同坡度下進行實驗，結果也都如此……”伽利略在《兩種新科學的對話》中所記述的這段話，已道出了勻加速運動中經過的距離與時間的平方成比例的基本規(guī)律。

伽利略實驗記錄實驗開始時，讓銅球放在槽頂沿著槽滾下，并助手利用自己的脈搏測時間伽利略助手利用自己的脈搏測時間伽利略第三環(huán)節(jié)得出結論合理外推質量不同小球同一斜面下落，加速度相同增大斜面傾角，加速度變大

傾角很大，接近落體運動→傾角900,就是自由落體運動！排除空氣阻力，下落得一樣快！

（理想實驗的方法）第三環(huán)節(jié)得出結論合理外推質量不同小球同一斜面下落，加速結論自由落體運動是:v0＝0的勻加速直線運動，且所有物體下落的加速度都相同。結論自由落體運動是:v0＝0的勻加速直線運動，且所有物伽利略科學研究方法的核心

伽利略比他的前人更偉大，就在于他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設的科學方法。這些科學方法的核心是把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學演算）和諧地結合了起來，發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法伽利略科學研究方法的核心伽利略比他的前人更偉大，

伽利略的科學方法觀察現(xiàn)象提出假設運用邏輯得出推論實驗驗證修正推廣科學研究過程的基本要素核心

伽利略的科學方法觀察提出運用邏輯實驗修正科學研究為了紀念伽利略的偉大貢獻，1993年4月8日，來自世界各地的科學家把木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時靜止釋放，用精密電子儀器和攝像機記錄，結果發(fā)現(xiàn)所有小球落地。幾乎同時以同一速度為了紀念伽利略的偉大貢獻，1993年4月8日V0=01s1s1sh1h2h3寫出下落1s末、2s末、3s末速度之比及下落高度之比寫出下落的第一秒內、第二秒內、第三秒內的下落高度之比v3v2v1寫出下落至中間位置的時間與全程時間之比寫出前半程時間和后半程時間之比V0=01s1s1sh1h2h3寫出下落1s末、2s末、3s自由落體運動習題自由落體運動習題50做自由落體運動的物體，經過A點和B點時速度分別是4.9m/s和19.6m/s，求1）下落到A點的時間？下落的高度？2）物體通過AB所用的時間和AB間的距離。ABO做自由落體運動的物體，經過A點和BABO2.做自由落體運動的物體在最初1秒內下落的距離等于整個下落高度的，它下落的總時間為多少？2.做自由落體運動的物體在最初1秒內下落的距離等于，它下落的，它下落的高度為多少？3.如果在最后1秒內下落的距離是整個下落高