2.6伽利略对自由落体运动的研究

姓名班级时间§2.6 伽利略对自由落体运动的研究【导学目标】1、了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。

2、了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。

【导学过程】【问题一】绵延两千年的错误“一块石头比一块树叶下落的快，从而亚里斯多德推导出物体下落的快慢由物体的质量决定”这种我们现在很容易反驳的观点为什么在那个时候可以持续2000多年？【问题二】逻辑的力量接近二千年后的伽利略通过亚里斯多德的观点，“重的物体比轻的物体下落的快”如何得出了一个自相矛盾的结论？伽利略认为怎么样才能解决这种矛盾？【问题三】猜想与假说物理学家们总是认为这个世界原本应该是很简单的，复杂只是表象，伽利略在反驳了亚里斯多德的观点后，自己大胆的假设，这种运动应该是最简单的形式即速度“均匀变化”的，他认为的速度均匀变化是什么情况呢？【问题四】实验验证1，在实验时伽利略面临哪些困难?2，伽利略是如何得出自由落体运动是匀加速直线运动的？3，伽利略把斜面实验外推到900需要很大的勇气，为什么这么说？注：1969年美国实现登月，这是人类首次登月成功，在一次登月活动中，宇航员David R．Scott 在月球上证实了榔头与羽毛下落一样快，月球的引力加速度为1.67 m/s2.【导学典例】【典例一】某人在高层楼房的阳台外侧以2 0 m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间为多少？（不计空气阻力，取g =10m/s2）分析：石块运动到离抛出点15m处时，石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方？如果是在抛出点上方的话，是处于上升阶段还是处于下降阶段？。

这样石块运动到离抛出点15 m处的位置必定有两个，如图所示，因而所经历的时间必为三个。

【典例二】一个苹果从高处自由下落，下落0.5s时，一颗子弹从其正上方向下射击，要使苹果在下落1.8m时被击中，则子弹发射的初速度是多大？分析：设子弹射击后t内击中苹果，则苹果下落的时间为t+0.5s，二者的位移相等。

物理必修一 第二章 匀变速直线运动的研究12.6 伽利略对自由落体运动的研究编写教师：高志华【学习目标】1.了解伽利略推翻亚里士多德错误观点的逻辑推理。

2.了解伽利略的科学思想方法。

【课前导学】了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙实验构思。

【导学检测】自学并用自己的话叙述以下内容：1．伽利略和亚里斯多德关于物体下落快慢的科学对话 2．伽利略的逻辑推理方法3．伽利略研究自由落体运动规律时的猜想和假设 4．伽利略的实验验证5．伽利略的理想实验的科学方法:对现象的一般观察----提出假设----运用逻辑(包括数学)得出结论-----通过实验对推论进行验证-----对假设进行修正和推广 【能力提升】一、对类自由落体运动的几个比值规律1、初速度为零的匀加速直线运动的等时分割规律（四个）从t =0时刻， v =0开始（1）123::1:2:3v v v = （2）22123::1:2:3x x x = （3）::1:3:5x x x I II III = （4）::1:2:3v v v I II III = 2、初速度为零的匀加速直线运动的等距分割规律（四个）从0t =时刻，0v =开始（1）123::t t t = （2）)23()12(1--=I ∶∶∶∶ⅢⅡt t t （3）123::v v v = （4）)23(∶)12(∶1∶∶___++=IⅢⅡv v v二、实例探究例1 离地3米高的屋檐口有一个水滴由静止开始滴下，在屋檐口正下方有一扇窗户，窗户的高度为1米，窗户的上边缘离屋檐口的距离为1米，则该水滴完全通过窗户所用的时间为多少？【思维拓展】例2 教材47页《问题与练习》T 4：关于自由落体的闪光照片的分析。

①闪光照片的闪光频率和闪光时间间隔的关系转换常识；②如何由闪光照片还原物体的运动过程？（图中是一个铅球在不同时刻的位置；类似的若每隔相等的时间间隔由静止滴下一个水滴，当第六个水滴刚要下滴时，这六个水滴在空间排成的整体图案是什么样？③对本题的照片，是否适合用第一段位移0.8m 来计算重力加速度g ，为什么？【课堂练习】1、教材47页 “做一做”：审题：①已知什么条件？ ②估算时还需要测量什么？ ；③还有什么常识可以用？ ④所求的照片曝光时间对应于石子运动的哪一段具体的路段？ ⑤该段的运动特点是不是自由落体？ ⑥如何转化为可以用自由落体规律的问题？2、一质点做竖直上抛运动，不计空气阻力，它在第1s 内的位移为最大高度的 95，求： （1）该质点竖直上抛的初速度 （2）质点所能到达的最大高度【课后练习】《自主学习与测评》活页练习第11页。

6 伽利略对自由落体运动的研究随堂演练巩固夯基达标1.伽利略对落体运动的研究思路可以如何概括?解答:问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。

2.如图所示:在一玻璃管中放一片羽毛和一个玻璃球,迅速导致玻璃管,可以看到,玻璃球先于羽毛达到底端,这主要是因为( )A.它们的重量不同B.它们的密度不同C.它们的材料不同D.它们受到的空气阻力不同答案:D3.在研究落体运动时,伽利略为什么要设计那个著名的”斜面实验”?解答:为了克服落体运动中物体下落快,不便测量的困难。

4.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于( )A.等效替代B.实验归纳C.理想实验D.控制变量解析:伽利略的实验是著名的理想实验,是把钢球沿斜面滚下的结论合理外推,从而得出自由落体运动的规律。

答案:C5.伽利略对运动的研究,不仅确立了许多用于描述运动的基本概念,而且创立了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法,或者说给出了科学研究过程的基本要素,这些要素包含了以下几个环节:①对现象进行观察;②;③运用逻辑推理得出结论;④;⑤对假设进行修正。

答案:提出假设通过实验对结论进行检验6.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( )A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关解析:在光滑斜面上运动的小球,当斜面倾角一定时,位移为212x at v at =,=,位移与时间的平方成正比,速度与时间成正比。

当斜面的长度一定时22122v aL L at ,=,=,斜面倾角不同,其加速度a 也是不同的,因此只有选项B 是正确的。

答案:B7.伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合。

2.6 伽利略对自由落体运动的研究-（含解析）一、单选题1.关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法错误的是（）A.通过逻辑推理的方法揭示了“重的物体下落快”说法的错误B.猜想t∝x和v∝t两种可能，并通过实验测出v∝x不正确C.通过逻辑推理得出检验v∝t就是检验x∝t2D.利用斜面实验检验了x∝t2并通过推理论证t∝x不正确2.伽利略用实验验证v∝t的最大困难是（）A.不能很准确地测定下落的距离B.不能测出下落物体的瞬时速度C.当时没有测量时间的仪器D.当时没有记录落体运动的数码相机3.伽利略对自由落体运动研究中，经历了提出问题、科学猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论一系列过程．其中在实验验证过程中，他让一个铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力，为什么要“冲淡”重力，“冲淡”重力的含义是什么（）A.减小重力B.增加运动时间C.减小运动速度D.便于测量运动位移4.下列关于自由落体运动叙述符合历史事实的是（）A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量无关B.牛顿首先发现了亚里士多德的观点有自相矛盾的地方C.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D.伽利略认为，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快二、多选题5.关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是（）A.伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验B.伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验C.伽利略从图(a)中得出：自由落体运动是匀加速直线运动D.伽利略从图(b)中得出：力不是维持物体运动的原因6.亚里士多德是世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一；伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。

根据下面甲、乙、丙、丁四幅图，判断下列说法正确的是（）A.甲图，亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力B.乙图，亚里士多德通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动C.丙图，伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因D.丁图，伽利略通过斜面实验并通过合理外推得到自由落体的运动规律7.关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（）A.伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D.伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来8.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。