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1、,,分析物體的(受力情況),,,,,空氣中紙片下落,空氣中重物下落,,真空中重物下落,f空氣阻力,f空氣阻力,空氣阻力f為零,G重力,G重力,G重力,,,伽利略對自由落體運動的研究,歷史的回顧,,亞里士多德通過對大量的物體自由下落的觀察,直接得出結(jié)論:重的物體比輕的物體下落的快,即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位,且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗,這種論斷流傳了近2000年。,邏輯的力量,16世紀(jì),意大利的科學(xué)家伽利略用佯謬的方法巧妙地推翻了這種觀點。 (并在比薩斜塔用實驗證明了這種觀點 ),(問題): 既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān),那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢? 伽利略用推論否定了亞里士多德的觀
2、點后,就開始研究落體運動的性質(zhì)。,伽利略的探索之路(知識=觀察+實驗+思考),大膽的猜測:下落物體的速度是隨時間均勻增加的,即 則:測瞬時速度V與時間t成正比,,困難一 瞬時速度無法準(zhǔn)確測量,為了解決測量瞬時速度的困難,伽利略尋求間接驗證的途徑(思維的作用) 則:測下落的高度與時間t2成正比,,沖淡重力,困難二 物體下落很快,很難測定不同位移的時間 (思維)為了減緩物體下落速度,伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。,,,實驗驗證 :伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落,伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù) 結(jié)果表示為: 伽利略發(fā)現(xiàn),斜面的傾角不同,上述比例關(guān)系同樣成立,只是這個常數(shù)的隨
3、著的增大而增大。,,合理外推,困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后,怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律? 合理外推:隨著的增大, 的數(shù)值在增大。當(dāng)=900時,即物體豎直下落時,這個關(guān)系也應(yīng)該成立,這時的數(shù)值最大。,至此,他終于成功地驗證了原先的猜想,不但否定了亞里士多德的錯誤論斷,而且得到了物體下落的規(guī)律。 分析:伽利略的成功,不僅在與找到了落體運動的規(guī)律,更重要的是開辟了一條研究物理學(xué)的研究之路。,思考:伽利略的科學(xué)思想方法是怎樣的?其核心是什么?人們對他的貢獻如何評價?,科學(xué)思想方法程序是:對現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)運用邏輯(包括數(shù)學(xué))得出結(jié)論通過實驗對結(jié)論進行檢驗對假說進行修正和推廣,其核心是
4、:把實驗和邏輯和諧地結(jié)合起來。,現(xiàn)在我們已經(jīng)有足夠的設(shè)備準(zhǔn)確的驗證落體運動規(guī)律,超越伽利略,現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”,采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對落體運動精確地“計時”、“定位”,直接研究落體運動的性質(zhì)。 現(xiàn)代研究落體運動的方法 : 1、“自由落體頻閃照片”求加速度 2 、用打點計時器研究紙帶求出加速度 3、其它方法(測速計等),人們采用先進的實驗手段測得: 一切物體的自由落體的加速度都相同,這個加速度叫重力加速度,用g表示。通常的計算,g值取9.8m/s2,實際意義 : 當(dāng)物體所受空氣阻力比物體本身重力小得多時,即f<
5、研究,1、伽利略用實驗驗證vt的最大困難是() A不能很準(zhǔn)確地測定下落的距離 B不能測出下落物體的瞬時速度 C當(dāng)時沒有測量時間的儀器 D當(dāng)時沒有記錄落體運動的數(shù)碼相機,B,2、伽利略為了研究自由落體的規(guī)律,將落體實驗轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實驗”,對于這個研究過程,下列說法正確的是() A斜面實驗“沖淡”了重力的作用,便于運動時間的測量 B斜面實驗放大了重力的作用,便于測量小球運動的路程 C通過對斜面實驗的觀察與計算,直接得到落體運動的規(guī)律 D根據(jù)斜面實驗結(jié)論進行合理的外推,得到落體的運動規(guī)律,AD,考點一:伽利略研究過程理論分析,3、伽利略對運動問題的研究,蘊藏著重要的科學(xué)思想方法,這種科學(xué)思想方
6、法的核心是() A對現(xiàn)象一般觀察,從而提出假說 B把實驗和邏輯推理和諧結(jié)合 C進行大膽猜想與假設(shè) D對假設(shè)進行修正和推廣,B,4、回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程,判斷下列哪個過程是伽利略的探究過程() A猜想-問題-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論 B問題--猜想--實驗驗證--數(shù)學(xué)推理--合理外推-得出結(jié)論 C問題--猜想--數(shù)學(xué)推理--實驗驗證--合理外推-得出結(jié)論 D猜想-問題-實驗驗證-數(shù)學(xué)推理-合理外推-得出結(jié)論,B,考點二:伽利略實驗探究,5、伽利略在研究自由落體運動時,設(shè)計了如圖所示的斜面實驗下列哪些方法是他在這個實驗中采用過的() A用水鐘計時 B用打點計時器打出紙帶進
7、行數(shù)據(jù)分析 C改變斜面傾角,比較各種傾角得到的x/t2的比值的大小 D將斜面實驗的結(jié)果合理“外推”,說明自由落體運動是特殊的勻變速直線運動,ACD,6、伽利略的自由落體實驗和加速度實驗均被選為最美的實驗在加速度實驗中,伽利略將光、滑直木板槽傾斜固定,讓銅球從木槽頂端沿斜面由靜止滑下,并用水鐘測量銅球每次下滑的時間,研究銅球的運動路程和時間的關(guān)系亞里士多德曾預(yù)言銅球的運動速度是不變的,伽利略卻證明銅球運動的路程與時間的平方成正比請將亞里士多德的預(yù)言和伽利略的結(jié)論分別用公式表示(其中路程用s,速度用v,加速度用a,時間用t表示)亞里士多德的預(yù)言: ;伽利略的結(jié)論: ; 伽利略的實驗之所以成
8、功,主要原因是抓住了主要因素,而忽略了次要因素你認為他在加速度實驗中,伽利略選用光滑直木槽和銅球進行實驗來研究銅球的運動,是為了減小銅球運動過程中的摩擦阻力這一次要因素,同時抓住了 這一主要因素若將此實驗結(jié)論做合理外推,即可適用于自由落體運動,其原因是在實驗誤差范圍內(nèi),銅球運動的加速度(填序號即可) A與銅球質(zhì)量成正比B只與斜面傾角有關(guān)C與斜面傾角無關(guān)D與銅球質(zhì)量和斜面傾角都有關(guān),考點三:推理方法,7、在一次演示實驗中,一個小球在斜面上滾動,小球滾動的距離和小球運動過程中經(jīng)歷的時間之間的關(guān)系如表所示 t/s0.250.51.02.0 x/cm5.02080320 (1)由表可以初步歸納出小球滾動的距離x和小球滾動的時間t的關(guān)系式為(k為常數(shù)) Ax=kt Bx=kt2 Cx=kt3 D無法判斷 (2)小球的運動為 ,高考對接一:伽利略的斜面實驗,8、如圖是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片,照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表表中第二列是時間,第三列是物體沿斜面運動的距離,第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的根據(jù)表中的數(shù)據(jù),伽利略可以得出的結(jié)論是() A物體具有慣性 B斜面傾角一定時,加速度與質(zhì)量無關(guān) C物體運動的距離與時間的平方成正比 D物體運動的加速度與重力加速度成正比,C,