《湖南省長郡中學高中物理 第二章 第六節(jié) 伽利略對自由落體運動的研究課件 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《湖南省長郡中學高中物理 第二章 第六節(jié) 伽利略對自由落體運動的研究課件 新人教版必修1（68頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 伽利略對自由落體運動的伽利略對自由落體運動的研究研究他是誰？他是誰？他的全部作品有他的全部作品有47部留存。部留存。他的著作包括天文學、動物學、他的著作包括天文學、動物學、地理學、地質(zhì)學、物理學、解剖學、地理學、地質(zhì)學、物理學、解剖學、生理學、倫理學、心理學、經(jīng)濟學、生理學、倫理學、心理學、經(jīng)濟學、政治學、修辭學、美學。政治學、修辭學、美學。黑格爾：黑格爾：他是歷史上最多才、最淵博的科學他是歷史上最多才、最淵博的科學 天才之一，他是一個在歷史上無與天才之一，他是一個在歷史上無與 倫比的人倫比的人亞里士多德亞里士多德名言：名言：“吾愛吾師，吾更愛真理吾愛吾師，吾更愛真理”馬克思、恩格斯：馬克思

2、、恩格斯：古希臘著名的思想古希臘著名的思想家和哲學家在西方被稱家和哲學家在西方被稱為為“最博學的人最博學的人” 古代古代最偉大的思想家最偉大的思想家生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地亞里士多德：亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點這個觀點正確嗎？正確嗎？亞里士多德：亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點這個觀點正確

3、嗎？正確嗎？一、綿延兩千年的一、綿延兩千年的錯誤錯誤亞里士多德：亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點這個觀點正確嗎？正確嗎？思考：思考：亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？一、綿延兩千年的一、綿延兩千年的錯誤錯誤亞里士多德：亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點這個觀點正確嗎？正確嗎？研究方法：研究方法：觀察觀察思考（直覺）

4、思考（直覺）思考：思考：亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？一、綿延兩千年的一、綿延兩千年的錯誤錯誤亞里士多德：亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地這個觀點這個觀點正確嗎？正確嗎？思考：思考：為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年？為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年？一、綿延兩千年的一、綿延兩千年的錯誤錯誤研究方法：研究方法：觀察觀察思考（直覺）思考（直覺）思考：思考：亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？亞里士多德為什么會有錯誤的認識呢？亞里士多德：亞里士多德：物

5、體下落的快慢由它們的重量物體下落的快慢由它們的重量 決定決定生活常識：生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地重的物體往往比輕的物體先落地伽利略的發(fā)現(xiàn)以伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學的及他所應(yīng)用的科學的推理方法，是人類思推理方法，是人類思想史上最偉大的成就想史上最偉大的成就之一，而且標志著物之一，而且標志著物理學的真正開端。理學的真正開端。 愛因斯坦愛因斯坦 伽利略伽利略物理學家、天文學家物理學家、天文學家德國著名物理學家玻恩說：德國著名物理學家玻恩說：“我榮獲我榮獲1954年的諾貝爾獎，與其說是因為我所發(fā)表年的諾貝爾獎，與其說是因為我所發(fā)表的著作里包括了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不的著作里包括了一

6、個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是因為那里面包括一個關(guān)于自然現(xiàn)象的如說是因為那里面包括一個關(guān)于自然現(xiàn)象的新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)。新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！?” 伽利略已死去三百多年，他所發(fā)現(xiàn)的自伽利略已死去三百多年，他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學知識的長河中所占比例由落體規(guī)律在物理學知識的長河中所占比例愈來愈小，但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學愈來愈小，但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學方法，卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚，創(chuàng)造了方法，卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚，創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富。比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富。伽利略是怎樣論證亞里士多德伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的？的觀點是錯誤的？思思

7、考：考：假設(shè)：重的物體下落得快假設(shè)：重的物體下落得快假設(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)：重的物體下落得快假設(shè)：重的物體下落得快v1=8v2=4假設(shè)：重的物體下落得快假設(shè)：重的物體下落得快v1=8v2=44v128v1=8v2=44v128v1=8v2=44v128論證了亞里士多德的論證了亞里士多德的錯誤觀點錯誤觀點: : “重物比重物比輕物下落得快輕物下落得快”正確結(jié)論：正確結(jié)論：重物與輕物，下落得同樣快重物與輕物，下落得同樣快伽利略伽利略運用運用邏輯推理邏輯推理的方法的方法二、邏輯的力量二、邏輯的力量世界著名的比薩世界著名的比薩斜塔實驗證明斜塔實驗證明物體下落快慢與輕重

8、物體下落快慢與輕重無關(guān)無關(guān)研究方法：研究方法：觀察觀察邏輯推理邏輯推理實驗實驗(對比實驗對比實驗)伽利略在研究落體運動過程中首先遇伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難？到了什么困難？思思 考：考：伽利略在研究落體運動過程中首先遇伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難？到了什么困難？沒有描述運動的概念沒有描述運動的概念思思 考：考：伽利略在研究落體運動過程中首先遇伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難？到了什么困難？伽利略作出了大膽的科學猜想，猜想伽利略作出了大膽的科學猜想，猜想的內(nèi)容是什么？的內(nèi)容是什么？沒有描述運動的概念沒有描述運動的概念思思 考：考：思思 考：考：伽利略

9、伽利略三、猜想與假說三、猜想與假說自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。是簡單的。物體下落速度是均勻變化的物體下落速度是均勻變化的。愛因斯坦有一句很著名的話：愛因斯坦有一句很著名的話：“提提出一個問題往往比解決一個問題更重要出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題有時僅僅是一個數(shù)學因為解決一個問題有時僅僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募记?，而提出新的問題、上或?qū)嶒炆系募记?，而提出新的問題、新的可能性、從新的角度去看舊的問新的可能性、從新的角度去看舊的問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標志題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學上的真正進步。著科學上的真正進步。

10、”隨時間均勻變？隨時間均勻變？隨位移均勻變？隨位移均勻變？物體下落速度是均勻變化的。物體下落速度是均勻變化的。 伽利略伽利略三、猜想與假說三、猜想與假說伽利略比他的前人更偉大，就在于伽利略比他的前人更偉大，就在于他首先他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學方法科學方法。在他之前，學者們總是通過。在他之前，學者們總是通過思辨性的論戰(zhàn)來決定誰是誰非。思辨性的論戰(zhàn)來決定誰是誰非。伽利略在實驗過程中遇到了怎伽利略在實驗過程中遇到了怎樣的困難，他又是怎樣克服的？樣的困難，他又是怎樣克服的？思思 考：考：四、實驗驗證四、實驗驗證困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量四

11、、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量突破：突破：間接驗證間接驗證若若v00，且，且vt必有必有xt2困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量突破：突破：間接驗證間接驗證四、實驗驗證四、實驗驗證若若v00，且，且vt必有必有xt200 vt1x1t1x2t1x3困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量突破：突破：間接驗證間接驗證四、實驗驗證四、實驗驗證若若v00，且，且vt必有必有xt200 vt1x1t1x2t1x33x1困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量突破：突破：間接驗證間接驗證四、實驗驗證四、實驗驗證

12、若若v00，且，且vt必有必有xt200 vt1x1t1x2t1x33x15x1困難一：困難一：速度無法直接測量速度無法直接測量突破：突破：間接驗證間接驗證四、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證困難二：困難二：落體運動時間太短，無法落體運動時間太短，無法 準確測量準確測量突破：突破：“沖淡沖淡”重力，使其加速度重力，使其加速度 減小減小伽利略的實驗設(shè)計：伽利略的實驗設(shè)計：“沖淡重力沖淡重力”懷疑者在翻閱懷疑者在翻閱亞里士多德的亞里士多德的書籍書籍助手利用自己助手利用自己的脈搏測時間的脈搏測時間伽利略伽利略一些貴族一些貴族實驗器材、過程實驗器材、過程實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：_；_。四、實驗

13、驗證四、實驗驗證實驗器材、過程實驗器材、過程實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：_；_。小球做勻加速運動小球做勻加速運動四、實驗驗證四、實驗驗證實驗器材、過程實驗器材、過程實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：_；_。小球做勻加速運動小球做勻加速運動同斜面，同斜面，質(zhì)量不同質(zhì)量不同，加速度相同，加速度相同四、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證四、實驗驗證質(zhì)量不同質(zhì)量不同，同斜面。加速度相同；，同斜面。加速度相同；四、實驗驗證四、實驗驗證質(zhì)量不同質(zhì)量不同，同斜面。加速度相同；，同斜面。加速度相同；增大斜面傾角，加速度變大；增大斜面傾角，加速度變大；質(zhì)質(zhì)量不同量不同，加速度仍相同。，加速度仍相同。質(zhì)量不同質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加

14、速小球同一斜面下落，加速度相同；度相同；增大斜面傾角，加速度變大；增大斜面傾角，加速度變大；合理外推合理外推質(zhì)量不同質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加速小球同一斜面下落，加速度相同；度相同；增大斜面傾角，加速度變大；增大斜面傾角，加速度變大；傾角很大，接近落體運動；傾角很大，接近落體運動；合理外推合理外推質(zhì)量不同質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加速小球同一斜面下落，加速度相同；度相同；增大斜面傾角，加速度變大；增大斜面傾角，加速度變大；傾角很大，接近落體運動；傾角很大，接近落體運動；傾角傾角90 ，就是自由落體運動！，就是自由落體運動！合理外推合理外推后人在用伽利略的器材重復他的實后人在用伽利略的器材重復

15、他的實驗時發(fā)現(xiàn)：銅球沿斜面滾下，如果斜面驗時發(fā)現(xiàn)：銅球沿斜面滾下，如果斜面傾角超過傾角超過5 就很難準確計時。伽利略把就很難準確計時。伽利略把他的結(jié)論外推至他的結(jié)論外推至90 是需要很大勇氣的。是需要很大勇氣的。后來，他的外推被試驗證實了。后來，他的外推被試驗證實了。為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到90 需要很大的勇氣？需要很大的勇氣？思思 考：考：為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到90 需要很大的勇氣？需要很大的勇氣？單純的邏輯推理和對有限事實的歸單純的邏輯推理和對有限事實的歸納都不會導致新的發(fā)現(xiàn)；科學發(fā)現(xiàn)中最納都不會導致新的發(fā)現(xiàn)；科學發(fā)

16、現(xiàn)中最活躍的因素是猜想、假設(shè)與直覺。因為活躍的因素是猜想、假設(shè)與直覺。因為這個原因，對于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百這個原因，對于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百分之百的把握。分之百的把握。思思 考：考：自由落體運動是：自由落體運動是：v0=0的的勻加速勻加速直線運動，且所有物體下落的加速度直線運動，且所有物體下落的加速度都相同。都相同。結(jié)結(jié) 論：論：科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的

17、基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法科學研究過程的基本要素科學研究過程的基本要素五、伽利略的科學方法五、伽利略的科學方法 超越伽利略超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重沖淡重力力”，可以對落體運動精確地，可以對落體運動精確地“計時計時”、“定位定位”，直接研究落體運動的性質(zhì)。，直接研究落體運動的性質(zhì)。現(xiàn)代研究落體運動的方法：現(xiàn)代研究落體運動的方法：1. 用打點計時器用打點

18、計時器2. 用頻閃照片用頻閃照片3. 用光電計時器（測速計等）用光電計時器（測速計等） 超越伽利略超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重沖淡重力力”，可以對落體運動精確地，可以對落體運動精確地“計時計時”、“定位定位”，直接研究落體運動的性質(zhì)。，直接研究落體運動的性質(zhì)。十十大大最最美美麗麗物物理理實實驗驗對伽利略的審判對伽利略的審判 為了紀念伽利略的偉為了紀念伽利略的偉大貢獻，大貢獻，1993年年4月月8日，日，來自世界各地的科學家把來自世界各地的科學家把木球、鋁球、塑料球等不木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩同材料制成的小球從比薩斜塔上斜塔上44m高處同時靜止

19、高處同時靜止釋放，用精密電子儀器和釋放，用精密電子儀器和攝像機記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所攝像機記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球有小球幾乎同時以同一速幾乎同時以同一速度度落地落地 。 及時反饋及時反饋 P45 . 5 頻閃攝影是研究變速運動常用頻閃攝影是研究變速運動常用的手段。在暗室中，照相機的快門的手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一段時處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一段時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是照片上記錄了物運動的物體，于是照片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。如圖是體在幾個閃光時刻的位置。如圖是小球自由下落時的頻閃照片，頻閃小球自由下落時的頻閃照

20、片，頻閃儀每隔儀每隔0.04秒閃光一次。如果要通過這幅照片測秒閃光一次。如果要通過這幅照片測量自由落體加速度，可以采用哪幾種方法？試量自由落體加速度，可以采用哪幾種方法？試一試。照片中的數(shù)字是小球距起落點的距離。一試。照片中的數(shù)字是小球距起落點的距離。00.83.27.112.519.51. 在軟繩兩端各拴一石塊，繩長在軟繩兩端各拴一石塊，繩長3m，拿著上端石塊使它與橋面相平，拿著上端石塊使它與橋面相平，放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊落水聲相差落水聲相差0.2s，問橋面距水面多高？，問橋面距水面多高？（g=10m/s2）12.8m1. 在軟繩兩端各拴一石塊，繩

21、長在軟繩兩端各拴一石塊，繩長3m，拿著上端石塊使它與橋面相平，拿著上端石塊使它與橋面相平，放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊落水聲相差落水聲相差0.2s，問橋面距水面多高？，問橋面距水面多高？（g=10m/s2）2. 設(shè)宇航員在某行星上從高設(shè)宇航員在某行星上從高32m處處自由釋放一重物，測得在下落最后自由釋放一重物，測得在下落最后1s內(nèi)內(nèi)所通過的距離為所通過的距離為14m，則重物下落的時，則重物下落的時間是間是_，該星球的重力加速度大小，該星球的重力加速度大小為為_。2. 設(shè)宇航員在某行星上從高設(shè)宇航員在某行星上從高32m處處自由釋放一重物，測得在下落最后自由釋放一重物，測得在下落最后1s內(nèi)內(nèi)所通過的距離為所通過的距離為14m，則重物下落的時，則重物下落的時間是間是_，該星球的重力加速度大小，該星球的重力加速度大小為為_。4s4m/s2