高中物理必修1人教版精品课件第二章自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

1 2．5 自由落体运动

2．6 伽利略对自由落体运动的研究

(10分钟，10分)

1．在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是( )

A．它们受到的空气阻力对运动的影响相同

B．忽略空气阻力，它们的加速度相等

C．忽略空气阻力，它们落地的速度不等

D．忽略空气阻力，它们下落的时间相等

【答案】BD

【解析】大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同，故阻力对运动的影响不同，A错误．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等．因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以B、D正确，C错误．

2．一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为( )

A．铁钉比棉花团重

B．棉花团受到的空气阻力不能忽略

C．棉花团的加速度比重力加速度小得多

D．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大

【答案】BC

【解析】根据运动学公式得h＝12at2，下落相同高度，时间短的，加速度大，铁钉先落地，说明铁钉的加速度大，但铁钉不一定比棉花团重，只是棉花团受到的空气阻力相对棉花团的重力不能忽略，使得棉花团的加速度比重力加速度小，故铁钉先落地．BC正确．

3．伽利略之前的学者认为，物体越重，下落得越快，伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛落到地面，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】D

【解析】直接影响物体下落快慢的原因应该是空气阻力，故选D.

4.

如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端下方距离为h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：

(1)直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？

(2)整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？

【答案】(1)2gh＋b－2ghg

(2)2gh＋a＋b－2ghg 2 【解析】(1)B点下落示意图如下图甲所示．

2.6 伽利略对自由落体运动的研究

一 课 题 伽利略对自由落体运动的研究

核心素养 经历《伽利略对自由落体运动的研究》的学习过程，感悟科学探究的方法，培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。激发学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。

二 教学目标 1. 了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法。

2. 能够合理设计实验，收集数据，将实验数据用图线法处理。

3. 理解科学探究方法的步骤。

三

学情分析 1. 对象：高一学生对于科学探究的步骤不熟悉，逻辑推理能力较弱。

2. 学情：学生学习完匀变速直线运动、自由落体运动规律，但对于自由落体运动的研究过程不清楚。

四 重点、

难点

教学重点：

重大发现的历史过程，让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验，学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。

教学难点：

1. 计实验：（1）如何测量速度？（2）如何测量时间？

2. 验数据的正确处理。

3. 自有落体运动规律的修正。

教学过程 活动内容 教学方法

信息技术

学习工具 应用目的及效果

1 活动1：情景导入 阅读教材46页绵延两千年的错误和逻辑的力量，自行编演话剧。短剧中需要有三个角色：旁白、亚里士多德、伽利略。充分展现出亚里士多德和伽利略的不同观点，以及伽视频，爱剪辑软件

通过播放学生自编自导的短剧，重现当时的历史过程，既对于亚里士多德给予肯定，又充分让学生理解了伽利略用逻辑推翻亚里士多德的观点。充分激发学生对于本节课利略运用辑的力量推翻亚里士多德的观点。 的学习兴趣。

2 活动2：

师生互动（猜想自由落体运的规律） 演示自由落体运动，教师引导学生猜想自由落体运动的规律。

问题1：猜想自由落体运动可能是什么运动？

问题2：速度如何变化才是最简单的一种形式？

1 第二节第五章自由落体运动

[教材分析]

自由落体运动是一种常见的运动，本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。通过演示实验和学生合作实验，分析得出自由落体运动的性质，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。为下一节介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。

[学情分析]

学生前面已认识描述运动的基本物理量——位移、路程、速度、加速度，掌握了匀变速直线运动的规律，并且通过对以上问题的研究，已体会到物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法如图象、公式等，以及测加速度、处理实验数据等方法。

[学习目标]

1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

3、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。

5、初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。

[教学重点]

1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。

2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。

[教学难点]

理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。

[教学过程]

一、引入 ：

教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由

2 下落对应长度所用的时间）

游戏

师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？

生：测量物体长度的！

师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。

第一节：伽利略对自由落体运动的研究

姓名：__________ 班级：__________考号：__________

要点：

1、影响落体运动快慢的因素

（1）亚里士多德的错误观点：重的物体比轻的物体下落得快.

（2）伽利略佯谬：把轻重不同的两个物体连在一起下落，

a．它们应以某个中间大小的速度下落

b．连在一起更重了，下落速度应更大

显然两个推论矛盾，由此伽利略推翻了亚里士多德的错误观点.

（3）排除空气阻力的影响，物体下落速度的变化与物体质量的大小________（选填“有关”或“无关”）

2、伽利略探究之路

（1）猜想：下落物体的速度是随着时间________的，即v∝t，且推知s∝t2.

（2）实验：用“冲淡重力“的斜面实验.

结果：s1t21＝s2t22＝s3t23＝…＝常数，即小铜球滚下的位移总是与运动时间的平方成正比.

（3）推理：在“冲淡重力”实验中，当倾角等于________时，即物体做竖直下落运动，（s1t21＝s2t22＝s3t23＝…＝常数）成立，并且此时的st2的数值最大

（4）结论：下落物体的速度是随着时间________的

总结：

3. 伽利略对自由落体运动的研究

（1）运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重物体下落快、轻物体下落慢的推断。

（2）提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动”的假说。

（3）由于当时的实验条件下测量时间有困难，不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：

①运用数学推导的方法得出初速为零的匀变速运动有2ts。

②a. 运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合2ts，是匀变速运动；

b. 不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，2/ts的值不变，说明它们运动的情况相同。

c. 不断增大斜面倾角，得2/ts的值随之增大，说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而增大。

d. 伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速运动的性质。