人教必修1全國通用版：第二章--2.6----伽利略對自由落體運動的研究課件

1、6伽利略對自由落體運動的研究1.了解落體運動研究的史實,了解邏輯推理的過程。2.理解任何猜想和假說要被認可都需要經(jīng)過實驗驗證。一二三一、綿延兩千年的錯誤亞里士多德根據(jù)平常觀察到的落體現(xiàn)象得出結(jié)論:物體下落的快慢由它們的重量決定,即重的物體比輕的物體下落得快。這一結(jié)論在其后兩千年的時間里,被人們奉為經(jīng)典。一二三二、伽利略對自由落體運動的研究過程大膽的猜想落體運動應(yīng)該是一種最簡單的變速運動,即下落物體的速度是隨著時間均勻增加的,即vt困難之一:瞬時速度不易測量解決方法:把注意力放在易測量的距離與時間的關(guān)系上,通過數(shù)學(xué)推理得出,從靜止開始做勻加速直線運動的物體,通過的位移一定與時間的二次方成正比,即

2、xt2困難之二:沒有準確的計時工具解決方法:設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。在同一個傾角的斜面上,小銅球滾下的位移總是與運動時間的二次方成正比一二三困難之三:如何讓由斜面實驗得出的結(jié)果說明落體運動也符合這個規(guī)律解決方法:伽利略認為,比例常數(shù)是隨著傾角的增大而增大,當傾角等于90,即物體豎直下落時,這個關(guān)系也應(yīng)該成立,并且此時的比例常數(shù)最大,從而得到了落體運動的規(guī)律伽利略的研究思路問題猜想數(shù)學(xué)推理實驗驗證合理外推得出結(jié)論一二三三、伽利略的科學(xué)方法伽利略科學(xué)思想方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來,從而有力地推進了人類科學(xué)認識的發(fā)展。一二三一、伽利略對落體運動的研究思路的

3、概括 一二三二、如何領(lǐng)會伽利略對自由落體運動的研究思想和方法伽利略提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動勻變速運動。而在當時的實驗條件下測量較短的時間有困難,伽利略就采用了間接驗證的方法。1.運用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速運動應(yīng)有vt。 2.(1)運用斜面實驗測出小球沿光滑斜面向下的運動符合xt2一二三三、伽利略對自由落體運動的研究給我們的啟示1.要善于觀察、勤于思考、勇于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。發(fā)現(xiàn)問題和提出問題對科學(xué)探究具有重要意義。如果沒有發(fā)現(xiàn)問題、不能提出問題,科學(xué)探究便無從談起。因此,發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是進行科學(xué)探究的前提。發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的過程是極具創(chuàng)造性的過程,要想從平常

4、的、已經(jīng)習(xí)慣的事件中發(fā)現(xiàn)不平常的因素,這是很不容易的事,它比在現(xiàn)成的問題下尋求解決問題的方法更需要創(chuàng)造性思維。2.要合理地進行猜想和假設(shè)。猜想不是胡猜亂想,猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗和知識,對問題中的事實尋求可能解釋的過程。盡管所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論,但對問題成因的猜想仍需要有一定的依據(jù):一是已有的經(jīng)驗和知識,二是科學(xué)事實。一二三推測和假設(shè)的根據(jù)是探究者自己的經(jīng)驗、知識以及所探究問題的科學(xué)事實。推測和假設(shè)的結(jié)論必須是可檢驗的,檢驗的結(jié)果有兩種可能:一是支持假設(shè),即證實;二是否定假設(shè),即證偽。一個無法檢驗的陳述是沒有探究價值的,因而也就不是一個科學(xué)假設(shè)。猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的重要作用首先

5、在于它是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo),如果猜想與假設(shè)一旦能得到實驗結(jié)果的支持,它就可能發(fā)展成為科學(xué)結(jié)論。因此,猜想與假設(shè)能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向,指導(dǎo)探究沿預(yù)定目標展開,避免探究的盲目性。一二三3.科學(xué)地制定實驗計劃。要根據(jù)確定的探究課題,設(shè)計科學(xué)的探究計劃和方案。探究計劃應(yīng)包括探究的課題、實驗器材和資料的準備、探究的程序和過程(包括觀察、實驗、信息和數(shù)據(jù)的收集和處理)、通過怎樣的分析整理得出探究的結(jié)論,以及怎樣對探究過程進行評估和反思等。在制定探究計劃時,應(yīng)搞清物理學(xué)已有的研究成果。類型一類型二【例題1】 一些學(xué)者認為,物體越重,下落越快。伽利略等物理學(xué)家否定了這種看法。(1)在一高塔頂端同時釋放

6、一片羽毛和一個玻璃球,玻璃球先于羽毛到達地面,這主要是因為()A.它們的質(zhì)量不等B.它們的密度不等C.它們的材料不同D.它們所受的空氣阻力不等(2)在此塔頂端同時釋放大小相等的實心鐵球和空心鐵球,下列說法中正確的是()它們受到的空氣阻力不等它們的加速度相等它們落地的速度不等它們下落的時間相等A.B.C.只有D.只有類型一類型二點撥:羽毛下落時空氣阻力不能忽略,玻璃球和鐵球下落時空氣阻力可以忽略。解析:(1)玻璃球先于羽毛到達地面,這主要是因為羽毛受到的空氣阻力大。正確選項為D。(2)大小相等的實心鐵球和空心鐵球受到的空氣阻力相等。在忽略空氣阻力的情況下,兩球均做自由落體運動,它們的加速度相等。

7、因下落高度相等,故下落的時間相等,落地的速度相等。正確選項為B。答案:(1)D(2)B題后反思在空氣阻力很小且可以忽略的情況下,實心鐵球和空心鐵球均做自由落體運動,下落的快慢程度相同。要拋棄亞里士多德的錯誤觀點,不要認為重物比輕物下落得快。類型一類型二【例題2】 (多選)伽利略對自由落體運動的研究,是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合,下圖可大致表示其實驗和思維的過程,對這一過程的分析,下列說法正確的是()A.其中的甲、乙、丙圖是實驗現(xiàn)象,丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B.其中的丁圖是實驗現(xiàn)象,甲、乙、丙圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C.運用甲圖的實驗,可“沖淡”重力的作用,使時間更容易測量D.運用丁圖的實驗,可“放大”重力的作用,使實驗現(xiàn)象更明顯類型一類型二點撥:伽利略把斜面實驗的結(jié)果推廣到豎直的情況,是他思維方法上的一種“升華”,這種方法被后人稱為“合理外推”。解析:甲、