高中物理必修《伽利略對自由落體運動的研究》教學(xué)課件4

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※知識點一、伽利略對自由落體運動的研究亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？研究方法：觀察——思考（直覺）（一）綿延兩千年的錯誤亞里士多德的觀點：

物體下落的快慢由它們的重量決定生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地伽利略是怎樣運用邏輯的力量來推翻亞里士多德的錯誤論斷的？假設(shè)：重的物體下落得快v重

=8m/sv輕

=4m/s?4<v<8m/s結(jié)論：重的物體下落得慢結(jié)論與假設(shè)相矛盾了！（二）邏輯的力量世界著名的比薩斜塔實驗證明：物體下落快慢與輕重無關(guān)研究方法：

觀察──邏輯推理──實驗（對比實驗）伽利略認為：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快?。ㄈ┎孪肱c假設(shè)假設(shè)：1.v∝t2.v∝x（最后否定了）伽利略相信：(1)自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。(2)落體運動一定是一種最簡單的變速運動。它的速度應(yīng)該是均勻變化的。伽利略在實驗過程中遇到了怎樣的困難，他又是怎樣克服的？若v0＝0，且v∝t

必有x∝t2

3x15x1（四）實驗驗證困難一：無法直接測定瞬時速度突破：間接驗證tttx1x2x3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，運動減慢結(jié)果表明：時間單位12345678距離單位32130298526824119216002104實驗驗證：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個常數(shù)的隨著傾角θ

的增大而增大。伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù)伽利略在做銅球沿斜面運動的實驗

伽利略設(shè)想，斜面的傾角越接近900，銅球沿斜面滾下的運動越接近自由落體運動。伽利略的科學(xué)方法是什么？對現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)

運用邏輯（包括數(shù)學(xué)）得出推論

通過實驗對推論進行檢驗對假說進行修正和推廣伽利略科學(xué)方法的核心是什么？

把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來。伽利略對自由落體運動的研究給我們的啟示1、要善于觀察、勤于思考，勇于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題；2、要合理地進行猜想和假設(shè)；3、科學(xué)地制定實驗計劃。【例題1】（多選）伽利略對自由落體的研究，是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖所示，可大致表示其實驗和思維的過程，對這一過程的分析，下列說法正確的是(

) A．其中的丙圖是實驗現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 B．其中的丁圖是實驗現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 C．運用甲圖的實驗，可“沖淡”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯 D．運用丁圖的實驗，可“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯 【解析】伽利略研究自由落體運動時，由于當時的條件所限，不能直接對自由落體運動進行研究，而是采取通過斜面實驗，來“沖淡”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯，然后外推的方法得到的，選項BD錯誤，選項AC正確。【答案】AC【針對訓(xùn)練】在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的運動，并首先采用了實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進了人類科學(xué)的發(fā)展？(

)A．亞里士多德 B．伽利略C．牛頓 D．愛因斯坦【解析】伽利略首先建立起平均速度、瞬時速度以及加速度等概念并創(chuàng)立了一套科學(xué)方法．此后牛頓建立了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，近代科學(xué)的大門從此打開．【答案】B※知識點二、實驗：測量重力加速度的方法（一）打點計時器法測重力加速度2．步驟用打點計時器可以研究自由落體運動的規(guī)律，實驗裝備如圖所示．用夾子夾住紙帶，啟動打點計時器，松開夾子后讓重物自由下落，計時器在紙帶上留下一串小點．改變重物的質(zhì)量，重復(fù)上面的實驗，打出幾條紙帶，仿照前面所學(xué)的對小車運動的研究，測量重物下落的加速度．（二）頻閃照相法（三）滴水法【例題2】某同學(xué)用下圖所示裝置測定重力加速度(已知打點頻率為50Hz)(1)實驗時下面的步驟先后順序是_____。A．釋放紙帶B．打開打點計時器(2)打出的紙帶如下圖所示，可以判斷實驗時重物連接在紙帶的_____端。(選填“左”或“右”)。 (3)已知紙帶上記錄的點為打點計時器打的點，打點計時器在打C點時物體的瞬時速度大小為________________m/s，所測得的重力加速度大小為________________m/s2。 (4)若當?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請列出測量值與當?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因__________________?！敬鸢浮?1)BA

(2)左(3)1.17m/s

9.75m/s2(4)紙帶與打點計時器的摩擦；空氣阻力

【針對訓(xùn)練】頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段，在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。右圖是小球自由下落時的頻閃照片的一部分，如果通過