沪教版高中物理必修一第2章伽利略对落体运动研究

1、理解教材新知 第2章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练2.1返回返回返回1.亚里士多德认为，重的物体比亚里士多德认为，重的物体比 轻的物体下落的快。轻的物体下落的快。2.伽利略认为，在忽略空气阻力伽利略认为，在忽略空气阻力 影响时，轻重物体下落得同样影响时，轻重物体下落得同样 快。快。3.伽利略通过把斜面实验的结果伽利略通过把斜面实验的结果 合理外推，得到了落体运动的合理外推，得到了落体运动的 规律。规律。返回返回 自学教材自学教材 1亚里士多德的观点亚里士多德的观点 公元前公元前4世纪，古希腊的哲学家亚里士多德凭世纪，古希腊的哲学家亚里士多德凭“直觉

2、直觉”和和“观察观察”得出这样一个结论：得出这样一个结论： 的物体比的物体比 的物体的物体下落得快。下落得快。 2伽利略的观点伽利略的观点 重物与轻物下落得重物与轻物下落得 快。快。 重重轻轻同样同样返回 重点诠释重点诠释 1伽利略对亚里士多德观点的归谬伽利略对亚里士多德观点的归谬返回 2伽利略的结论伽利略的结论 如果能排除空气阻力的影响，轻重不同的物体下落快慢如果能排除空气阻力的影响，轻重不同的物体下落快慢完全一样，即物体下落速度的变化与物体质量的大小无关。完全一样，即物体下落速度的变化与物体质量的大小无关。返回1一颗铁钉与一个小棉花团同时从同等高度处下落，总一颗铁钉与一个小棉花团同时从同等

3、高度处下落，总是铁钉先落地，这是因为是铁钉先落地，这是因为 ()A铁钉比棉花团重铁钉比棉花团重B铁钉比棉花团密度大铁钉比棉花团密度大C棉花团受到的空气阻力影响大棉花团受到的空气阻力影响大D小棉花团的体积大小棉花团的体积大返回解析：解析：在实际生活中，一个物体下落时，总要受到空气在实际生活中，一个物体下落时，总要受到空气阻力的作用，与重力相比，阻力的影响越大，物体下落阻力的作用，与重力相比，阻力的影响越大，物体下落得越慢，因为铁钉受空气阻力的影响小，棉花团受空气得越慢，因为铁钉受空气阻力的影响小，棉花团受空气阻力的影响大，因此，棉花团下落得慢。阻力的影响大，因此，棉花团下落得慢。答案：答案：C返

4、回 自学教材自学教材 1大胆猜想大胆猜想下落物体的速度，随时间均匀下落物体的速度，随时间均匀 ，即，即 。2. 困难之一困难之一(1)困难：困难： 。增加增加vt瞬时速度不易测量瞬时速度不易测量返回 (2)解决方法：把注意力放在易测量的解决方法：把注意力放在易测量的 的的关系上，通过数学推理得出，从静止开始做匀加速直线运关系上，通过数学推理得出，从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移一定与时间的平方成动的物体，通过的位移一定与时间的平方成 ，即，即 。距离与时间距离与时间正比正比st2返回时间时间冲淡重力冲淡重力正比正比返回落体运动落体运动增大增大最大最大猜想猜想数学推理数学推理实验验证

5、实验验证合理外推合理外推返回 重点诠释重点诠释 1对伽利略自由落体运动的研究思路和方法的理解对伽利略自由落体运动的研究思路和方法的理解伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动匀匀变速运动，而在当时实验条件下测量短时间有困难，伽利变速运动，而在当时实验条件下测量短时间有困难，伽利略就采用了间接验证的方法。略就采用了间接验证的方法。 (1)运用数学推导的方法得出对于初速度为零的匀变运用数学推导的方法得出对于初速度为零的匀变速运动应有速运动应有st2；返回返回 伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90时的情况

6、时的情况小球自由下落，认为小球仍会保持匀小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速运动的性质。变速运动的性质。返回 2.“冲淡重力冲淡重力”斜面实验的再现斜面实验的再现 (1)实验步骤：实验步骤： 将一条刻有光滑凹槽的长木板的一端垫起；将一条刻有光滑凹槽的长木板的一端垫起； 在盛水的大桶下面装一根细管，让水均匀流出，在盛水的大桶下面装一根细管，让水均匀流出，用流出的水量表示时间；用流出的水量表示时间；返回将铜球从凹槽的某一特定位置由静止释放；将铜球从凹槽的某一特定位置由静止释放；记下流出一定水量时，铜球的位置；记下流出一定水量时，铜球的位置；测量水的重量，换算成时间测量水的重量，换算成时间t1，测量

7、出铜球的位移，测量出铜球的位移s1；重复上述实验步骤，测出重复上述实验步骤，测出t2和和s2，t3和和s3；返回返回21961年，美国年，美国科学科学杂志刊登了根据伽利略当年描杂志刊登了根据伽利略当年描述的实验装置所进行的一项重复性斜面实验该实验述的实验装置所进行的一项重复性斜面实验该实验的倾角为的倾角为3.73，使用水钟测量时间，其结果见下表：，使用水钟测量时间，其结果见下表：返回s(以英尺为单位以英尺为单位)t(以毫升水为单位以毫升水为单位)159013841072762552340123.5根据上面的数据，你能验证伽利略当年的研究是否正确吗？根据上面的数据，你能验证伽利略当年的研究是否正

8、确吗？返回返回可见，在误差允许的范围内，小球的位移与时间的平方可见，在误差允许的范围内，小球的位移与时间的平方成正比，小球的运动是一种匀变速直线运动，验证了伽成正比，小球的运动是一种匀变速直线运动，验证了伽利略当年研究的正确性。利略当年研究的正确性。答案：答案：见解析见解析返回返回 例例1下列说法正确的是下列说法正确的是 () A将一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落，纸将一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落，纸片下落得慢是因为纸片太轻片下落得慢是因为纸片太轻 B将两张同样的纸，一张水平一张竖直同时下落，将两张同样的纸，一张水平一张竖直同时下落，结果竖直的那张纸下落得快，说明物体下落快慢与物体

9、重结果竖直的那张纸下落得快，说明物体下落快慢与物体重力无关力无关返回 C真空管中的羽毛和金属片会同时落下是因为金真空管中的羽毛和金属片会同时落下是因为金属片比较小，可能与羽毛的重力差不多属片比较小，可能与羽毛的重力差不多 D越重的物体下落得越快，说明物体下落的时间越重的物体下落得越快，说明物体下落的时间与重力成反比与重力成反比 思路点拨思路点拨由物体下落过程中受到的阻力大小与由物体下落过程中受到的阻力大小与重力相比是否可以忽略判断物体下落得快慢。重力相比是否可以忽略判断物体下落得快慢。返回 解析解析硬币和纸片从同一高度下落，纸片下落得慢是硬币和纸片从同一高度下落，纸片下落得慢是因为纸片受到的空

10、气阻力与其自身重力相比较大的缘故，因为纸片受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故，A错；两张同样的纸，重力相同，但竖直放置的纸下落得快，错；两张同样的纸，重力相同，但竖直放置的纸下落得快，是阻力相对于重力较小的缘故，下落快慢与重力无关，是阻力相对于重力较小的缘故，下落快慢与重力无关，B正正确；真空中的羽毛和金属片会同时落下，说明没有阻力时轻、确；真空中的羽毛和金属片会同时落下，说明没有阻力时轻、重物体下落的一样快，与重力大小无关，重物体下落的一样快，与重力大小无关，C错；越重的物体错；越重的物体下落的越快，是因为空气阻力与其重力相比较小的原因，并下落的越快，是因为空气阻力与其重力相比较小的原

11、因，并不能说明物体的下落时间与重力成反比，不能说明物体的下落时间与重力成反比，D错。错。 答案答案B返回 借题发挥借题发挥 在空气中不同物体下落快慢不同是由于其所受空气在空气中不同物体下落快慢不同是由于其所受空气阻力对其自身的影响不同，如果空气阻力可以忽略，则它阻力对其自身的影响不同，如果空气阻力可以忽略，则它们下落的快慢与质量无关。们下落的快慢与质量无关。返回1科学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约科学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约为地球表面处重力加速度的为地球表面处重力加速度的1/6，若宇航员登上月球后，若宇航员登上月球后，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略

12、地球在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略地球和其他星球对它们的影响，以下说法中正确的是和其他星球对它们的影响，以下说法中正确的是 ()A羽毛将加速上升，铅球将加速下落羽毛将加速上升，铅球将加速下落B羽毛和铅球都将下落，且同时落到月球表面羽毛和铅球都将下落，且同时落到月球表面C羽毛和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面羽毛和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面D羽毛和铅球都将下落，且落到月球表面的速度相同羽毛和铅球都将下落，且落到月球表面的速度相同返回 解析：解析：因为物体下落得太快，伽利略无法测量物体自由因为物体下落得太快，伽利略无法测量物体自由下落的时间，为了使物体运动速度放慢，伽利略

13、转向探下落的时间，为了使物体运动速度放慢，伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象，采用斜面的目的是验现象，采用斜面的目的是“冲淡冲淡”重力的作用，使实重力的作用，使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面，则是验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面，则是观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在此基观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。选项础上经过合理的外推得到的结论。选项A、D正确。正确。答案：答案：BD 返回 例例2伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验伽利略对自由

14、落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图和逻辑思维的完美结合，如图211所示，可大致表示所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是确的是 ()返回图图211返回 A其中的甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过其中的甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论合理的外推得到的结论 B其中的丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过其中的丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论合理的外推得到的结论 C运用丁图的实验，可运用丁图的实验，可“放大放大”重力的作用，使实重力的作用，使实验现象更明显验现象更

15、明显 D运用甲图的实验，可运用甲图的实验，可“冲淡冲淡”重力的作用，使实重力的作用，使实验现象更明显验现象更明显返回 思路点拨思路点拨伽利略把斜面实验的结果合理外推到伽利略把斜面实验的结果合理外推到竖直方向，得到了落体运动的规律。斜面实验冲淡了重竖直方向，得到了落体运动的规律。斜面实验冲淡了重力的作用，使得实验现象更加明显。力的作用，使得实验现象更加明显。返回 解析解析因为物体下落得太快，伽利略无法测量物因为物体下落得太快，伽利略无法测量物体自由下落的时间，为了使物体运动速度放慢，伽利略体自由下落的时间，为了使物体运动速度放慢，伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图转向探究物体

16、在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象，采用斜面的目的是都是实验现象，采用斜面的目的是“冲淡冲淡”重力的作用，重力的作用，使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面，使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面，则是观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在则是观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。选项此基础上经过合理的外推得到的结论。选项A、D正确。正确。 答案答案AD返回 借题发挥借题发挥 理解伽利略的理想斜面实验关键是对理解伽利略的理想斜面实验关键是对“实验现象实验现象”和和“合理外推合理外推”的感悟，实验现象能够直接观察到，而的

17、感悟，实验现象能够直接观察到，而“外推外推”的内容则是不能直接观测到的。的内容则是不能直接观测到的。返回2伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图212所示的斜面实验，下列哪些方法是他在这个实验中采所示的斜面实验，下列哪些方法是他在这个实验中采用过的用过的 ()图图212返回 A用水钟计时用水钟计时 B用打点计时器打出纸带进行数据分析用打点计时器打出纸带进行数据分析 C改变斜面倾角，比较各种倾角得到的改变斜面倾角，比较各种倾角得到的s/t2的比值的比值的大小的大小 D将斜面实验的结果合理将斜面实验的结果合理“外推外推”，说明自由落体，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动运动是特殊的匀变速直线运动返回 解析：解析：伽利略在研究自由落体运动时，采用水钟计时伽利略在研究自由落体运动时，采用水钟计时法，当时还没有打点计时器，法，当时还没有打点计时器，A正确，正确，B错误；因同