2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究第4节自由落体运动(8)课件VIP

1、第4节自由落体运动一、绵延两千年的错误亚里士多德根据观察到的事实：“一块石头比一片树叶下落得快”,得出重的物体比轻的物体下落得_的结论快二、逻辑的力量伽利略以“重物比轻物落得快”为前提,通过逻辑推理,得出了互相矛盾的结论若以“轻物比重物落得快”为前提,你能否推断出互相矛盾的结论？请试推之成功发现重物与轻物下落得_.同样快三、猜想与假说伽利略猜想：落体运动是_随时间均匀变化的变速运动,即匀变速运动四、实验验证1遇到的困难：由于伽利略无法直接测定瞬时速度,所以不能由实验直接验证速度是否随时间均匀变化速度2问题的转换：伽利略通过数学运算得出：如果物体做初速度为0的匀变速运动,即vt,就可得到t时间内

2、的位移x_,即xt2.只要验证xt2成立,就间接验证了vt的正确,即速度是随时间均匀变化的3巧妙的设计：由于计时工具不能精确测量自由落体运动的时间,伽利略让铜球沿斜面滚下,这样就“冲淡”了重力,“放大”了时间,解决了时间的测量问题4实验结论：(1)大量实验证明：xt2,即：小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动；(2)斜面倾角相同时,不同质量的小球滚下的加速度都是相同的；斜面倾角越大,小球的加速度越大5逻辑推理：当斜面倾角为90时,小球的运动即为自由落体运动因此得出：落体运动是匀加速运动,且所有物体的加速度都是一样的五、对空气中落体运动的解释物体在空气中下落时,由于空气阻力对不同物体的影响不同,

3、导致下落的快慢不同六、伽利略的研究方法实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来要点伽利略的研究方法1质疑 亚里士多德认为重物体下落得快,轻物体下落得慢,伽利略对此论断表示了怀疑2归谬伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,最后否定了亚里士多德的论断3猜想伽利略提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动匀变速运动”的假说4数学推理伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有xt2.5实验验证在当时的实验条件下测量极短的时间是困难的,伽利略采用了间接验证的方法：让小球从斜面上的不同位置滚下,测出小球从不同起点滚动的位移x和所用时间t.(1)当斜面倾角一定时,判断xt2是否成立.(2)改变小

4、球的质量,判断xt2是否成立 在学习物理知识的同时,还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍然具有重要意义请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程,判定下列哪个过程是伽利略的探究过程()例A猜想问题数学推理实验验证合理外推得出结论B问题猜想实验验证数学推理合理外推得出结论C问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论D猜想问题实验验证数学推理合理外推得出结论【精讲精析】伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想落体

5、的运动是最简单的变速运动,速度与时间成正比；数学推理如果vt,则有xt2；实验验证设计出斜面实验并进行研究,得出光滑斜面上滑下的物体的规律xt2；合理外推将光滑斜面上滑下的物体的规律xt2推广到落体运动从探究的过程看,答案应是C项【答案】C伽利略关于匀加速运动中xt2的证明如图261所示,假设某一物体由C点静止出发匀加速地通过一段距离CD,通过这一段距离所用的时间用线段AB表示,作垂直于AB的线段EB表示这段时间的末速度图261由于物体做匀加速运动时,速度是连续地每时每刻在增大,要将各个不同时刻的速度都表示出来,必须想象从AB上各点引出无限多条逐渐加长的平行线段(如图262所示),这样,三角形AEB的面积就代表了在AB这段时间内通过的距离x,由图中还很容易看出,图262经典案例伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律伽利略假设物体沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图263所示图263图中OA