高中物理必修《伽利略对自由落体运动的研究》教学课件4

第二章匀变速直线运动的研究2.6伽利略对自由落体运动的研究※知识点一、伽利略对自由落体运动的研究亚里士多德为什么会有错误的认识呢？研究方法：观察——思考（直觉）（一）绵延两千年的错误亚里士多德的观点：

物体下落的快慢由它们的重量决定生活常识：重的物体往往比轻的物体先落地伽利略是怎样运用逻辑的力量来推翻亚里士多德的错误论断的？假设：重的物体下落得快v重

=8m/sv轻

=4m/s?4<v<8m/s结论：重的物体下落得慢结论与假设相矛盾了！（二）逻辑的力量世界著名的比萨斜塔实验证明：物体下落快慢与轻重无关研究方法：

观察──逻辑推理──实验（对比实验）伽利略认为：重物与轻物应该下落得同样快！（三）猜想与假设假设：1.v∝t2.v∝x（最后否定了）伽利略相信：(1)自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。(2)落体运动一定是一种最简单的变速运动。它的速度应该是均匀变化的。伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难，他又是怎样克服的？若v0＝0，且v∝t

必有x∝t2

3x15x1（四）实验验证困难一：无法直接测定瞬时速度突破：间接验证tttx1x2x3困难二：落体运动时间太短，无法准

确测量突破：“冲淡”重力，使其加速度减

小，运动减慢结果表明：时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104实验验证：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着倾角θ

的增大而增大。伽利略手稿中记录的一组实验数据伽利略在做铜球沿斜面运动的实验

伽利略设想，斜面的倾角越接近900，铜球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动。伽利略的科学方法是什么？对现象的一般观察提出假设

运用逻辑（包括数学）得出推论

通过实验对推论进行检验对假说进行修正和推广伽利略科学方法的核心是什么？

把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示1、要善于观察、勤于思考，勇于发现问题和提出问题；2、要合理地进行猜想和假设；3、科学地制定实验计划。【例题1】（多选）伽利略对自由落体的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是(

) A．其中的丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论 B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论 C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 【解析】伽利略研究自由落体运动时，由于当时的条件所限，不能直接对自由落体运动进行研究，而是采取通过斜面实验，来“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后外推的方法得到的，选项BD错误，选项AC正确。【答案】AC【针对训练】在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展？(

)A．亚里士多德 B．伽利略C．牛顿 D．爱因斯坦【解析】伽利略首先建立起平均速度、瞬时速度以及加速度等概念并创立了一套科学方法．此后牛顿建立了经典物理学的基础，近代科学的大门从此打开．【答案】B※知识点二、实验：测量重力加速度的方法（一）打点计时器法测重力加速度2．步骤用打点计时器可以研究自由落体运动的规律，实验装备如图所示．用夹子夹住纸带，启动打点计时器，松开夹子后让重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点．改变重物的质量，重复上面的实验，打出几条纸带，仿照前面所学的对小车运动的研究，测量重物下落的加速度．（二）频闪照相法（三）滴水法【例题2】某同学用下图所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz)(1)实验时下面的步骤先后顺序是_____。A．释放纸带B．打开打点计时器(2)打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的_____端。(选填“左”或“右”)。 (3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为________________m/s，所测得的重力加速度大小为________________m/s2。 (4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因__________________。【答案】(1)BA

(2)左(3)1.17m/s

9.75m/s2(4)纸带与打点计时器的摩擦；空气阻力

【针对训练】频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段，在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。右图是小球自由下落时的频闪照片的一部分，如果通过