高中物理学案伽利略对自由落体运动的研究

【学习目标】1．了解伽利略对自由落体运动的研究过程，领悟他的研究方法，培养热爱科学、勇于探索的情操。2．应用自由落体运动规律解决具体问题。【重点难点】领悟伽利略的研究方法，应用自由落体运动规律解决具体问题【学法指导】科学研究过程的基本要素【知识回顾】自由落体运动规律：【学习过程】知识点一、绵延两千年的错误与逻辑的力量问题1：阅读P8教材注解和P45教材，了解亚里士多德的主要成就和关于物体下落的观点。他认为，物体下落的快慢是由决定的。这一论断符合人们的常识被人们接受。问题2：伽利略的逻辑推理：从“”的前提推断出了相互矛盾的结论，提出了一种新的观点：重物与轻物下落得。物体下落的快慢不同是因为的影响不同。训练1：1971年7月26号发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里A．羽毛先落地，铁锤后落地B．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地C．铁锤先落地，羽毛后落地D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为知识点二、科学猜想与假设问题3：伽利略从这个信念出发，猜想落体运动一定是最简单的变速运动，速度应该是变化的，即。问题4：请你根据伽利略的猜想，结合前面几节的学习，通过数学运算推理出：，即。知识点三、实验验证问题5：让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚下的和，检验。斜面倾角一定时，小球做运动；改变小球的质量，只要倾角一定，小球的加速度都是；增大斜面的倾角，小球加速度；将斜面倾角外推到时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做，而且所有物体下落的加速度是一样的。训练2：伽利略用实验验证的最大困难是（）A．不能很准确地测定下落的高度B．不能测出下落物体的瞬时速度C．当时没有测量时间的仪器D．当时没有记录该物体运动的数码相机训练3：伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图2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（）用水钟计时用打点计时器打出纸带进行数据分析改变斜面倾角，比较各种倾角得到的的比值的大小将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动知识点四、伽利略的科学方法问题6：伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，给出了科学研究过程的基本要素：对现象的运用逻辑推理得出结论对假说进行修正和推广。对于伽利略的成就和获得成就的方法，爱因斯坦的赞扬最具有代表性：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想使上最伟大的成就之一，而且标志着真正开端。”训练4：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家具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义。请你回顾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（）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知识点五、自由落体运动及其规律的综合应用自由落体运动是初速度为零，加速度的匀变速直线运动，前面学习的匀变速直线运动的规律对自由落体运动都适用。训练5：下列关于自由落体运动的说法中，正确的是（）A．自由落体运动是一种匀变速运动B．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动C．在地球表面上各处，物体自由落体运动的加速度大小相等D．在地球表面经度较大处，物体自由落体运动的加速度较大训练6：甲、乙两球从统一高度处相隔1s先后自由下落，则在下落过程中（）A．两球速度差越来越小B．两球速度差越来越大C．两球距离始终不变D．两球距离越来越大训练7：一石块从高度为H处自由下落，当速度达到落地高度的一半时，它的下落距离等于（）A．B．C．D．训练8：一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1s内的位移大小是，则它在第3s内的位移大小是（）A．5B．7C．9D．3训练9：设宇航员在某行星上从32m处自由释放一重物，测得在下落最后1s内所通过的距离为14m，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？【当堂检测】1．(A级)如图3所示是频闪拍摄的真空管中羽毛和金属球从统一高度同时下落的照片，由此照片可知（）A．在地面上同一地方，物体下落快慢一定与其重量无关B．在不计阻力时，轻的物体与重的物体下落一样快C，越往下相邻两次闪光物体间距越大，说明物体运动速度越来越快D．该实验说明伽利略关于落体运动的猜想是正确的自由落体运动，重力加速度为2．(A级)伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时所需的时间与倾角无关3．（B级）为了求出楼房的高度，让一小石块从楼顶自由下落，不计空气阻力，重力加速度已知，则（）A．只需测出小石子在第1s内下落的高度B．只需测出小石子落地速度C．只需测出小石子在最后1s内下落的高度D．只需测出小石子通过最后1m所用的时间4．（B级）利用水滴下落可以测重力加速度，方法是：调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一