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2. 在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁 球和空心铁球,下列说法中正确的是( ) ① 它们受到的空气阻力不等 ② 它们的加速度相等 ③ 它们落地的速度不等 ④ 它们下落的时间相等 A. ①③ B. ②④ C. 只有② D. 只有③
3. 实验室备有下列仪器： A 长度为1m、最小刻度为毫米的刻度尺 B 长度为1m、最小刻度为分米的刻度尺 C 秒表 D 打点计时器 E 低压交流电源(50Hz) F 低压直流电源 G 天平
提出 假设
运用逻 辑(包括 数学)得 到推论
实验 验证 推论
对假 设进 行修 正和 推广
伽利略研究物体自由落体运动的一般步骤： 对现象的一般观察：重物比轻物下落得快。 提出假设：重物与轻物下落得一样快速度是 均匀变化的 运用逻辑得出推论：v与t成正比 推出 x与t2成正比 通过实验对推论进行检验：斜面实验,验证小 球做自由落体运动是速度随时间均匀变化。 对假说进行修正和推广：如果没有空气阻力, 重物与轻物下落得一样快。
绵延两千年的错误 逻辑的力量 猜想与假说 实验验证 猜想与假说伽利略的科学方法
第六节 伽利略对自由落体运动 的研究
教学目标
（1）知识与技能
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。 了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。
（2）过程与方法
通过了解伽利略研究自由落体规律的过 程,体会其推理方法的奥妙。 了解猜想的必要性,感受探究规律的几 个必要过程和科学方法的重要性。 了解体会一些科学的方法。
1 4 9 16 25 36 49 64 1 2 3 4 5 6 7 8 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
课堂练习
1.在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃 球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为( ) A. 它们的质量不等 B. 它们的密度不等 C. 它们的材料不同 D. 它们所受的空气阻力不等
点的次序 距离 d/cm
1 0
2 6.0
3 12.5
4 19.3
5 26.5
6 34.1
7 42.1
请用这些数据求出重力加速度的测量值为 9.72m/s2 ________
4.由地面竖直上抛一个物体,通过楼房上1.55m 高的窗户,需要0.1s；当物体下落时,由下窗沿落 到地面的时间为0.2s。求物体上升的最大高度。 (g 取10m/s2) 解析：物体做竖直上抛运动,根据对称性,下 降阶段经过窗户的时间与上升阶段经过窗户的 实际相等。研究下降阶段物体经过窗户的运动, 1 2 由位移公式 x v0 t gt 可得物体到达窗 2 户上沿时的速度为15m/s
2 130
3 298
4 526
5 824
6 1192
7 1600
8 2104
结果表示为：
x1 x2 x3 2 2 C 常数 2 t1 t2 t3
实验
倾角和加速度 伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样 成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。
结论
当斜面的倾角为90度时,小球的运动就是自由落 体运动,此时小球仍然做匀加速直线运动,且所有物 体做自由落体运动的加速度是一样的。
（3）情感态度与价值观
通过学习伽利略对自由落体运动的研 究,培养学生热爱科学、勇于探索、坚 持真理的高尚情操。
教学重难点
教学重点
了解探索过程,明确探索的步骤,同时了解 实验及科学的思维方法在探究中的重要作 用,从中提炼自己的学习方法。
教学难点
"观念－思考－推理－猜想－验证" 是本 节的重点思路,也是培养良好思维习惯的 重要参考。
既然物体自由下落跟质量无关,那么 它到底遵循什么样的规律呢？伽利略是 怎样论证亚里士多德的观点是错误的？
比萨科塔。传 说伽利略在此做过 落体实验,但后来 又被严谨的考证否 定了。尽管如此, 来自世界各地的人 们都要前往参观, 他们把这座古塔看 做伽利略的纪念碑。
实验
V2=4 V1=8
4<v12<8
（3）猜想与假说
①伽利略研究落体运动首先应解决什么问题？ ②用什么量来描述物体“运动性质”？ ③伽利略作了怎样的猜想？
首先,伽利略必须建立描述运动所需的概 念,例如：平均速度、瞬时速度和加速等。 但是,速度的变化怎样才算均匀呢？考虑 了两个问题：速度对时间的变化来说是均匀 的,即v与t成正比；速度的变化对位移来说是 均匀的,即v与x成正比。
导入新课
小复习
1.物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动 叫作自由落体运动。 2.自由落体运动的规律：自由落体运动是匀加 速运动。
vt v0 at
1 2 s v0t at 2
vt gt
1 2 h gt 2
vt v0 2as
2 2
vt 2gh
2
关 羽
周 仓
传说三国时期,周仓 多次欲与关羽比力气,关 羽说你能把一根稻草丢过 河吗？周仓多次试丢未成, 反问关羽。关羽随手将一 捆稻草轻易丢过了河,令 周仓折服。这个故事真能 说明关羽臂力过人吗？为 什么？
为什么日常生活中会见 到重的物体会比轻的物体下 落的快呢？
知识要点
如果完全排除空气的阻力,所 有物体将下落的同样快。
（5）伽利略的科学方法
知识要点
伽利略科学研究的方法核心是把实验和 逻辑推理和谐的联合起来,从而有力的推进 人类科学认识的发展。
伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法？
对现 象的 一般 观察
伽利略
一些贵族
助手利用自己 的脉搏测时间
怀疑者在翻阅 亚里士多德的 书籍
伽利略的研究之路
修正 推广 实验 验证 提出 假设 对现象的 一般观察 运用逻辑 得出结论
十大最美丽物理实验
课堂小结
1.了解伽利略研究自由落体运动的核心思想。 2.明白单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会 导致新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、 假设与直觉。 3.学习伽利略用于探索,坚持真理的高尚情操。
V12>8
物体下落的快慢 由物体的重力决定, 物体越重下落的越快。
公元前4世纪的古希 腊哲学家 ——亚里士多德
你错了！
物体下落过程 中的运动情况 与物体的质量 无关。 意大利物理学家、 天文学家 ——伽利略
实验验证
伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手 稿中记录的一组实验数据
时间单位 距离单位
高考链接
（08上海）在伽利略羊皮纸手稿中 发现的斜面实验数据如右表所示， 人们推测第二、三列数据可能分别 表示时间和长度。伽利略时代的1个 29 长度单位相当于现在的 30 mm,假设 1个时间单位相当于现在的0.5s.由此 可以推测实验时光滑斜面的长度至 少为 2.04 m,斜面的倾角约为 1.5度. （ g取10m/s2）
当斜面倾角增大到90°，小球就开始 做自由落体运动
对假说进行修正和推广
伽利略根据实验结果出发，认为在初速 度为0的匀加速直线运动中，经过的位移正 x 比于时间的平方，即 t 2 =恒量，而恒量的数 值随着斜面倾角增大而增大。 当斜面倾角增大到90°，即斜面与地面垂 直时，小球将自由下落，成为自由落体。 x 此时 =恒量的关系仍成立，此时比值为最 t2 大。自由落体是一种特殊的匀变速直线运 动。
1 32
2 130
3 298
4 526
5 824
6 1192
7 1600
8 2104
结果表示为：
x1 x2 x3 2 2 C 常数 2 t1 t2 t3
Байду номын сангаас
伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立， 只是这个常数的随着θ的增大而增大。
合理外推 怎么样由斜面实验结果说明落体运动 也符合这个规律呢？
为了测量重锤下落的加速度的数值,上述仪 器中必须有的是A ________ 、D、E (填字母代号),实验是 自由落体 运动来测量重锤 通过研究重锤做____________ 下落加速度的。 把重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计 时器,当重锤自由下落时,打点计时器在纸带上 打出一系列的点。取连续清晰的7个点,用刻度 尺测出第2、3、4、5、6、7各点与第1点的距 离d如下表所示：
本节导航
（1）绵延两千年的错误
（2）逻辑的力量
（3）猜想与假说 （4）实验验证
（1）绵延两千年的错误
亚里士多德通过对大 量的物体自由下落的观察, 直接得出结论:重的物体 比轻的物体下落的快,即" 重快轻慢"。由于他在学 术界的崇高地位,且该结 论符合生活经验,这种论 断流传了近2000年。
（2）逻辑的力量
由速度公式可得物体落地的速度 ×(0.1+0.2)m/s=18m/s。 v v0 g (t=15m/s+10 t ) 根据对称性,可知物体从地面抛出时的速度也 为18m/s,即v’=18m/s。所以,物体上升的最大 高度
v 2 182 H m=16.2m。 2 g 2 10
（4）实验验证
起初,伽利略用数学运算得出结论： 如果物体的初速度为0,而且速度随时间 的变化是均匀的。即,v∝t,位移与所用的 时间的二次方成正比,即,x∝t2
设计了著名的"冲淡重力"的斜面实验
伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落, 伽利略手稿中记录的一组实验数据
时间单位 距离单位
1 32
