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湖南省長(zhǎng)沙市高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 2.6 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究課件 新人教版必修2.ppt

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1、六. 伽利略對(duì)自由落體的研究,黑格爾:他是歷史上最多才、最淵博的科學(xué) 天才之一,他是一個(gè)在歷史上無(wú)與 倫比的人……,名言:“吾愛(ài)吾師,吾更愛(ài)真理”,馬克思、恩格斯: 古希臘著名的思想家和哲學(xué)家,在西方被稱(chēng)為“最博學(xué)的人”,古代最偉大的思想家,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,這個(gè)觀點(diǎn)正確嗎?,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,,這個(gè)觀點(diǎn)正確嗎?,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,一、綿延兩千年的錯(cuò)

2、誤,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,,這個(gè)觀點(diǎn)正確嗎?,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,思考:亞里士多德為什么會(huì)有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)呢?,一、綿延兩千年的錯(cuò)誤,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,,這個(gè)觀點(diǎn)正確嗎?,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,思考:亞里士多德為什么會(huì)有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)呢?,研究方法:觀察——思考(直覺(jué)),一、綿延兩千年的錯(cuò)誤,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,,這個(gè)觀點(diǎn)正確嗎?,亞里士多德:物體下落的快慢由它們的重量 決定,思考:亞里士多德為什么會(huì)有錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)呢?,思考:為什么這個(gè)錯(cuò)誤被延續(xù)了兩千多年?,

3、研究方法:觀察——思考(直覺(jué)),一、綿延兩千年的錯(cuò)誤,生活常識(shí):重的物體往往比輕的物體先落地,伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法,是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。 ——愛(ài)因斯坦,伽利略 物理學(xué)家、天文學(xué)家,伽利略已死去三百多年,他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學(xué)知識(shí)的長(zhǎng)河中所占比例愈來(lái)愈小,但他研究問(wèn)題所創(chuàng)造的一套科學(xué)方法,卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚(yáng),創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財(cái)富。,,伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的?,思 考:,,假設(shè):重的物體下落得快,,假設(shè):重的物體下落得快,,,v1=8,,假設(shè):重的物體下落得快,,,,v1=8,v2=4,,

4、,假設(shè):重的物體下落得快,,,,,v1=8,v2=4,4

5、 考:,——伽利略,,,三、猜想與假說(shuō),自然界是簡(jiǎn)單的,自然界的規(guī)律也是簡(jiǎn)單的。 物體下落速度是均勻變化的。,隨時(shí)間均勻變? 隨位移均勻變?,物體下落速度是均勻變化的。 ——伽利略,,三、猜想與假說(shuō),,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,困難一:速度無(wú)法直接測(cè)量,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,困難一:速度無(wú)法直接測(cè)量 突破:間接驗(yàn)證,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,若v0=0,且v∝t,必有x∝t2,困難一:速度無(wú)法直接測(cè)量 突破:間接驗(yàn)證,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,若v0=0,且v∝t,必有x∝t2,,,,,,,,,3x1,5x1,困難一:速度無(wú)法直接測(cè)量 突破:間接驗(yàn)證,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,困難二:落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間太短,無(wú)法

6、 準(zhǔn)確測(cè)量 突破:“沖淡”重力,使其加速度 減小,伽利略的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):“沖淡重力”,懷疑者在翻閱亞里士多德的書(shū)籍,助手利用自己的脈搏測(cè)時(shí)間,伽利略,一些貴族,實(shí)驗(yàn)器材、過(guò)程 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: ①_______________________________; ②_______________________________。,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)器材、過(guò)程 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: ①_______________________________; ②_______________________________。,小球做勻加速運(yùn)動(dòng),,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)器材、過(guò)程 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: ①______________

7、_________________; ②_______________________________。,小球做勻加速運(yùn)動(dòng),同斜面,質(zhì)量不同,加速度相同,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,質(zhì)量不同,同斜面。加速度相同;,,,,,,,,四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,質(zhì)量不同,同斜面。加速度相同; 增大斜面傾角,加速度變大;質(zhì) 量不同,加速度仍相同。,,質(zhì)量不同小球同一斜面下落,加速度相同; 增大斜面傾角,加速度變大;,,,,,,,,,,,,,合理外推,,質(zhì)量不同小球同一斜面下落,加速度相同; 增大斜面傾角,加速度變大; 傾角很大,接近落體運(yùn)動(dòng);,,,,,,,,,,,,,合理外推,,,,,,,質(zhì)量不同小球同一斜面下

8、落,加速度相同; 增大斜面傾角,加速度變大; 傾角很大,接近落體運(yùn)動(dòng); →傾角90?,就是自由落體運(yùn)動(dòng)!,,,,,,,,,,,,,合理外推,,,,,,,,,,,,后人在用伽利略的器材重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn):銅球沿斜面滾下,如果斜面傾角超過(guò)5?就很難準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。伽利略把他的結(jié)論外推至90?是需要很大勇氣的。后來(lái),他的外推被試驗(yàn)證實(shí)了。,為什么說(shuō)伽利略把他的結(jié)論外推到90?需要很大的勇氣?,,思 考:,為什么說(shuō)伽利略把他的結(jié)論外推到90?需要很大的勇氣?,單純的邏輯推理和對(duì)有限事實(shí)的歸納都不會(huì)導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn);科學(xué)發(fā)現(xiàn)中最活躍的因素是猜想、假設(shè)與直覺(jué)。因?yàn)檫@個(gè)原因,對(duì)于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百分之百的把握。,,

9、思 考:,自由落體運(yùn)動(dòng)是:v0=0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),且所有物體下落的加速度都相同。,,結(jié) 論:,,愛(ài)因斯坦有一句很著名的話:“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問(wèn)題有時(shí)僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧,而提出新的問(wèn)題、新的可能性、從新的角度去看舊的問(wèn)題,卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)上的真正進(jìn)步?!?科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,,提出 假設(shè),觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,,提出 假設(shè),,運(yùn)用邏輯 得出推論,

10、觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,,提出 假設(shè),,運(yùn)用邏輯 得出推論,實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證,,觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,,提出 假設(shè),,運(yùn)用邏輯 得出推論,實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證,,,觀察 現(xiàn)象,科學(xué)研究過(guò)程的基本要素,,五、伽利略的科學(xué)方法,,提出 假設(shè),,運(yùn)用邏輯 得出推論,實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證,修正 推廣,,,,,[超越伽利略],現(xiàn)在我們不必用斜面來(lái)“沖淡重 力”,可以對(duì)落體運(yùn)動(dòng)精確地“計(jì)時(shí)”、 “定位”,直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。,現(xiàn)代研究落體運(yùn)動(dòng)的方法: 1. 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2. 用頻閃照片 3. 用光電計(jì)時(shí)器(測(cè)速計(jì)等),[超越伽利略],現(xiàn)在我們不必用斜面

11、來(lái)“沖淡重 力”,可以對(duì)落體運(yùn)動(dòng)精確地“計(jì)時(shí)”、 “定位”,直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。,十大最美麗物理實(shí)驗(yàn),對(duì)伽利略的審判,為了紀(jì)念伽利略的偉大貢獻(xiàn),1993年4月8日,來(lái)自世界各地的科學(xué)家把木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時(shí)靜止釋放,用精密電子儀器和攝像機(jī)記錄,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球幾乎同時(shí)以同一速度落地 。,[及時(shí)反饋] P45 . 4,頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用 的手段。在暗室中,照相機(jī)的快門(mén) 處于常開(kāi)狀態(tài),頻閃儀每隔一段時(shí) 間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光,照亮 運(yùn)動(dòng)的物體,于是照片上記錄了物 體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。如圖是 小球自由下落時(shí)的頻閃照片,頻閃 儀每隔0.04秒閃光一次。如果要通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體加速度,可以采用哪幾種方法?試一試。照片中的數(shù)字是小球距起落點(diǎn)的距離。,學(xué)完了這一課,你有什么想法?體會(huì)? 啟發(fā)?,,討 論:,[修正],伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中提到:“重球與輕球在落地時(shí)相差兩指的寬度”。 如何理解這“兩指寬”?,

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