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高一物理伽利略对自由落体的研究

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高一物理必修一-§2-6-伽利略对自由落体运动的研究LI

高一物理必修一-§2-6-伽利略对自由落体运动的研究LI
•概念的困难：…… • ——概念是思维的基本单元。
•提出假设ຫໍສະໝຸດ • v∝ t ？• v∝ x ？
•根据自然界单一效应简单性的信念大胆假设自由 落体是一种速度随时间成正比而增加的匀加速运 动
四、运用数学分析和逻辑的手段得出特殊推论
• 伽利略提出了：通过实验来检验。 • 实验的困难：1、直接验证△v/△t是否为恒量 在当时是十分困难的。 • AB表示时间（t轴），横线表示 各时刻的速度（BC方向：v轴）， 面积ABC表示通过的距离。显然 这个面积和矩形ABDF的面积相 等，BD为末速度的一半，即为 平均速度。 • 由此不难得出匀加速运动通过的 距离与时间成正比，即： C 2 • x/t ＝常量
对伽利略的评价：
• 霍布斯（Hobbes）评价说：“他是第一个 给我们打开通向整个物理学领域的门的 人。 ” • 爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》 一书中评价说：“伽利略的发现以及他所 应用的科学的推理方法是人类思想史上最 伟大的成绩之一，而且标志着物理学的真 正开端。” • 伽利略所创立的一系列具有深远影响的科 学研究新思想、新方法，是对中世纪传统 的亚里士多德解释方式的一次深刻变革， 引起了科学传统的历史性转折，并为以后 的科学研究作出了正确的典范。
亚里士多德
• 亚里士多德是演绎逻辑大师，他提出的通过演绎获得科学知 识的认识方法，对后世产生了深远的影响。他认为获得科学 知识的主要方式和途径是论证。——演绎的三段论式：从少 数不加定义的基本概念和少数不加证明的公理出发，应用演 绎逻辑推理的规律推出一系列的定理。 • （3）亚里士多德的运动理论尽管同观察有一定联系，但在 方法论上他毕竟崇尚演绎法的完善性，满足于把不证自明的 自然事实作为推理的出发点，过多地凭借思辨和猜测，缺乏 细致的观察，特别是缺少实验的方法。

伽利略对自由落体运动的研究(高一物理)

伽利略对自由落体运动的研究(高一物理)
通过PPm
[交流与讨论]
【教师活动】提出问题：为什么亚里士多德会有错误的认识呢?
【学生活动】学生思考问题，交流体会。
学生回答：错误认识的根源在于不注重探索事物的本质，思考不求甚解。
教学重点：
1、了解伽利略对物体下落运动快慢问题的实验研究过程
2、明确实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，学会伽利略有关实验的科学思想和方法
教学难点：
使学生体会“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探究方式
四、教学方法
探究、讲授、讨论、实验相结合
为了创设良好的物理情境，本节课主要采用“探究、讲授、讨论、实验相结合”的教学方法。使学生学习的主动性、独立性和科学探究精神得到培养。
三、教材分析
本节内容是介绍伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。教材编写的脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表述生动、通俗易懂，教学中可采用灵活的方式，适合学生自主学习。
学生分析
学生前面已学习了加速度、匀变速直线运动、自由落体运动等知识，并且通过以上运动的研究，已初步体会物理学研究问题的一些基本方法。
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2.1 伽利略对落体运动的研究

2.1 伽利略对落体运动的研究

伽利略相信 1、自然界是简单的，自然界的规律 也是简单的。 2、落体运动一定是一种简单的变速 运动。 3、它的速度应该是均匀变化的。
三、伽利略的探究之路：
知识=观察+实验+思考
大胆猜想：下落物体的速度是随着 时间均匀增加的。即
vt
即瞬时速度v与时间t成正比，但验 证这个结论存在以下困难：
一、小石头诘难大哲学家
逻辑的力量：
比 萨 斜 塔
二、拨开阻力的迷雾
演示1：在同一高度同时释放一支粉笔 头（或一枚硬币）和一张纸片，请观察
物体是否同时落地。 演示2：把纸片揉成纸团，重复以上实验，
请观察物体是否同时落地。 为什么有时重的物体下落得快，有时 轻重不同的物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下落得快慢几乎一样？
阿波罗登月实验
s 合理外推：随着倾角的增大， 2 的数值 t
也增大，当θ=900时，即物体竖直下落时， s 这个关系也应该成立 ，并且此时 2 t 的数值最大。
至此，他终于成功地验证了原先的 猜想，不但否定了亚里士多德的错 误论断，而且得到了物体下落的规 律。 分析：伽利略的成功，不仅在于找 到了落体运动的规律，更重要的是 开辟了一条研究物理学的研究之路。
1971年，阿波罗飞船登 上无大气的月球后，宇航 员特地做了使羽毛和重锤 从同一高度同时释放的实 验，无数观众从荧屏上看 到，它们并排下落，同时 落到月球表面。
阅读课本P45—— 图2-3钱毛管实验
结论：轻重不同的物体下落得快慢不同，主 要是由于空气阻力不同造成的。 即物体下落速度的变化与物体质量的 大小无关。
第二章 研究匀变速直线运动的规律 2.1伽利略对落体运动的研究
授课教师：高一物理组 李辉
历史回顾：古希腊伟大的思想家、 哲学家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得快，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多年。 亚里士多德： 观点：物体越重，下落越快 方法：观察+直觉

2.6伽利略对自由落体运动的研究课件ppt—高一上学期物理人教版必修1

2.6伽利略对自由落体运动的研究课件ppt—高一上学期物理人教版必修1

D.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
拓展探索
1、谁定义了匀速
A、哥白尼
B、开普勒
C、伽利略
D、牛顿
2、谁定义了加速度
A、哥白尼
B、开普勒
C、伽利略
D、牛顿
3、谁定义了瞬时速度
A、哥白尼
B、开普勒
C、伽利略
D、牛顿
拓展探索
1.亚里士多德的观点是：重的物体比轻的物体下落得快。
（√ ）
思想对撞 逻辑的力量 1.亚里士多德的观点 古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢是由它 们的重量决定的，因此重物体比轻的物体下落快。
2.伽利略的研究 伽利略的逻辑推理：重物体和轻的物体捆在一起， 它们下落得更快还是更慢呢？
知识讲解
设小物块速度为 1 m/s，大石块速度为 9 m/s
亚里 士多 德观 点
但是，物体下落得很快，当时没有准确的计时工具，无法准 确测定物体通过不同位移的时间。为了使物体运动时间尽量 延长，伽利略设计了斜面实验。
知识讲解
3、实验验证——间接验证法
小球沿摩擦阻力很小的斜面从静止开始滚下→小球通过的位移跟所用时
x 小的球匀沿 加摩速间擦直的阻线力运二很动小，次的且方斜只面要之从斜静面比止倾开角始一2 滚定是下，不→不同小变小球球通的的过加的→速位结度移是跟论相所同用：的时小。间的球二次沿方斜之比面做是不初变的速→度结论为：小0球沿的斜匀面做加初速速度为 0 t A设、小哥物白块直尼速线度为B运、1开m动普/s勒，，大且石块只速度要为斜9 m面/s 倾角一定，不同小球的加速度是相同的。
一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等； 一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等。

高一物理必修一重点知识点：伽利略对自由落体运动的研究

高一物理必修一重点知识点：伽利略对自由落体运动的研究

高一物理必修一重点知识点：伽利略对自由落体运动的研究1、发现问题伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。

伽利略认为,如果亚里士多德的观点是对的,即重物比轻物下落得快,那么把重物和轻物拴在一起下落,它们将是什么结果呢?照亚里士多德的说法,重物下落得快,轻物下落的得慢,由于两物拴在一起,“轻的”被“慢的”拉着,“慢的”被“快的”拖着,所以两物拴在一起的速度应是不快不慢。

同样,照亚里士多德的说法,两物拴在一起,应该是更重了,那它们应该下落得更快。

这两个结论都是由亚里士多德的论断推出来的,但得到的却是互相矛盾的结果。

可见,亚里士多德的观点是错误的。

2、提出假设伽利略认为,重物与轻物应该下落得同样快。

他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动,物体的速度应该是均匀变化的。

但是,速度的变化怎样才算是均匀的呢?他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的,即v与t成正比;另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即v与x成正比。

3、数学推理伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比,将会得到荒谬的结论;如果v与t成正比,它通过的位移x就与t2成正比。

4、实验验证为了便于测量时间,伽利略设法用斜面做实验。

他在木制斜槽上蒙上羊皮纸,让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下,通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究,发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比,小球的运动是匀变速直线运动,且倾角一定不同小球的加速度一定,倾角越大加速度越大。

5、合理外推伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900,小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动;当斜面的倾角达到900时,小球就做自由落体运动。

从而,自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,且所有物体自由下落时的加速度都相同。

伽利略对自由落体运动的研究

伽利略对自由落体运动的研究

第６节伽利略对自由落体运动的研究张渚高级中学高一物理备课组导学天地通过前几节的学习，已经掌握了匀变速直线运动的规律，自由落体运动是匀加速直线运动，关于匀加速直线运动的公式和推论都适用于自由落体运动，常用的解析法、图象法、比例法、极值法、逆向思维法等也是研究有关自由落体运动常用的方法.本节要求体验科学研究的方法，了解伽利略科学研究过程的基本要素，重点是在掌握匀变速直线运动规律的基础上，会在自由落体运动这一实际问题中应用其研究的方法和运动的规律.理解升华重点、难点、疑点解析1.如何认识亚里士多德的观点亚里士多德是世界历史上了不起的人物，对科学界有很大贡献.他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步探索，我们应这样看待亚里士多德的观点：第一，是人类在落体运动研究上，迈出的第一步，有很大进步性；第二，是错误的；第三，统治了两千年.特别提醒：亚里士多德对科学现象的论断，有很多都是错误的，但我们不能因此而否定亚里士多德对人类科学发展所作出的巨大贡献.2.如何认识伽利略的科学方法伽利略第一次把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合了起来，打开了近代科学的大门.以前的学者只注重思辨，不注重实验.尊重事实，敢于质疑权威是创新的必备素质.伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题，其中有观察、有猜想、有实验、有逻辑（包括数学推演）.他的方法为后人所采用，创造了科学的奇迹.3.伽利略的研究方法（1）运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断.（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通过数学运算得出初速度为零的匀变速直线运动符合x ∝t 2.②a.利用斜面实验测出小球沿斜面向下的运动符合x ∝t 2，是匀变速直线运动.b.不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，2t x 的值不变，说明它们的运动情况相同. c.不断增大斜面倾角，得出2t x的值随之增大，说明小球做匀加速直线运动的加速度随倾角的增大而增大.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，即小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速直线运动的性质.伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法—抽象思维、数学推导和科学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开.例题剖析应用点一：伽利略对自由落体运动的研究例1：用自己话说明伽利略对自由落体运动的研究过程.点评：伽利略的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，是物理学真正开端的标志，他开创的科学方法，给科学带来了极其深远的影响.拓展练习1－1：请仔细回顾伽利略研究落体运动的全过程，把他的每一步骤列出来，并说明哪一步骤是提出问题，哪一步骤是数学推理，哪一步骤是实验验证，等等.再讨论一下，在一般物理问题的研究过程中，是否都需要经历这些步骤？应用点二：对落体运动的认识例2：（2006年上海一模）伽利略以前的学者认为：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试解：____________.（做后再看答案，效果更好.）点评：影响物体下落快慢的主要因素是阻力，在没有阻力或阻力可不计的情况下，物体下落的快慢程度是一样的，即物体做自由落体运动.拓展练习2－1： 在上题中，若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不等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演练广场夯实基础1.在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验、猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（ ）A.伽利略B.亚里士多德C.牛顿D.爱因斯坦2.亚里士多德的命题“重的物体下落快，轻的物体下落慢”失误的根源在于他（ ）A.不注意观察自然现象B.对此没有做深刻的逻辑思辨C.对此没有进行科学实验D.对此没有进行归纳和总结3.在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽俐略的探究过程（ ）A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论4.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5.一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.铁钉不受空气阻力D.铁钉的重力加速度比棉花团的大6.根据伽利略的猜想x ∝t 2可知，自由下落的物体，它下落一半路程所用的时间和全程所用的时间之比（ ） A.21 B.2 C.22 D.2能力提升7.历史上，对于伽利略用斜面实验验证v∝t有许多争议.人们认为，他的时间测量不够准确；斜面上的小球是滚下来的，而做落体运动的小球没有滚动.你认为伽利略的实验还存在哪些问题？请提出来并加以讨论.8.思考发生在我们身边的物体下落运动，哪些能看作自由落体运动？哪些不能看作自由落体运动？什么情况下物体的下落可看作自由落体运动？9.物理学家曾评选出十个最美的物理实验.这种“美”是一种经验概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论.其实，科学美蕴藏于各科的实验之中，有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被评为最美的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系.亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的.伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比.请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用x、速度用v、加速度用a、时间用t表示）.亚里士多德的预言：____________；伽利略的结论：____________.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素.在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减小铜球运动过程中的____________，同时抓住____________这一主要因素.拓展阅读伽利略与自由落体实验伽利略是意大利著名的数学家、物理学家和天文学家，1564年2月15日生于比萨一个没落贵族的家庭.他曾担任比萨大学和帕多瓦大学的数学教授，并在执教之余从事科研活动.他认真研究了斜面运动、抛物体运动、力的合成和单摆的等时性，提出了物体的抛物线下落定律.此外还在天文学领域取得巨大成就.由于他支持和发展了哥白尼的学说，被罗马宗教裁判以宣传异端罪判处终身监禁.1642年伽利略含冤去世.1979年，罗马教廷为伽利略平反昭雪.伽利略在比萨斜塔上做落体实验的故事广为人知.他在比萨大学任教期间，仔细研读过希腊著名学者亚里士多德的《论天》等著作，并对书中的“物体落下的速度与重量成正比”的理论产生怀疑.为此，他与几个学生在56米高的比萨斜塔上反复实验.结果证明他的结论是正确的.后来，伽利略贴出海报，邀请所有的师生到斜塔下观看他的实验.他的几个学生拿着计时用的沙漏和各种不同重量的铁球及其他实验用品，登上斜塔.伽利略向站在塔上的学生发出信号，学生们立即让物体落下，计算结果仍然证明：不同重量的物体，从同一高处下落，只要所受到的空气阻力和风力等条件相同，就会同时落地.这就是自由落体定律.伽利略的理论为后来科学的发展奠定了基础，“牛顿运动定律”及“万有引力定律”就是在伽利略科学理论的基础上进一步研究得出的.读后一题：伽利略的主要贡献有哪些？答案：他认真研究了斜面运动、抛物体运动、力的合成和单摆的等时性，提出了物体的抛物线下落定律.此外还在天文学领域取得巨大成就.并开创了用实验为手段研究物理的新方法.。

高一物理伽利略对自由落体运动的研究


• 实验：在比萨斜塔用实验证 明了这种观点
• 问题： • 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？
• 伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后， 就开始研究落体运动的性质。
v t
伽利略的探索之路（知识=观察+实验+思考）
• 大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀
增加的，即
V t
伽利略对自由落体运动的 研究
历史的回顾
• 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。
逻辑的力量
• 16世纪，意大利的科学家伽 利略用假设的方法巧妙地推 翻了这种观点。
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
困难三、伽利略用斜面实验验证了后，怎样说明落体运动也 符合这个规律？
s 合理外推：随着的增大，t 2
的数值在增大。当θ=900时，即 物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
• 至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不 但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到 了物体下落的规律。
2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但他 在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需 要力来维持，却是错误的。这是为什么？ 请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和 伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科 学观念、方法、态度等方面的调查。
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八月十五节，郭氏娘儿俩中午在耿憨家吃了现成的水饺和丰盛的各色凉拌热炒自不必细述。月上时分，郭氏照例带着已经十岁的耿兰 来到耿憨家的小院儿里来。很快，董家成全家人也过来了。按理说，在这样繁忙的秋日里，大家伙儿忙里偷闲地一起坐一坐，唠唠嗑 ，也是一件很让人身心放松的好事情，只是这杳无音信的耿家父子四人，给大家平添了无尽的挂念和不安。在秋高气爽的北方农村， 大多是晴朗的夜空。因此，月儿爷爷几乎每年都可以享用到淳朴乡民们虔诚献上的各色供品。这不，今儿个又是一个晴空万里的八月 十五夜，大家伙儿团团围坐在摆放在当院儿的大桌子边上，在十分惬意的习习微风中闲聊着，一起观看朗朗夜空中那一轮万年不老， 充满传奇色彩的圆月缓缓地升起来，慢慢地向当空移动着。这是耿家父子们南下后的第六个八月十五圆月夜了。由于近五年过去了， 再没有他们的任何音讯，所以每个大人的心里都很不安，但都尽量地隐忍着不流露出来。当然，自从耿家父子们南下后，每一次的“ 供月”仪式上都是没有梨的。尽管那些酥脆香甜的梨子本身是一种非常好吃的水果，但在亲人们淳朴的心灵内，由于“梨”与“离” 谐音，因此在这个月圆之夜人不圆的时刻，谁也不想去品尝梨。至于郭氏自己，自从丈夫和三个孩子离家之后，她就再也没有吃过梨 ！尽管梨子曾经是她最爱吃的家乡水果，但她现在特别害怕吃这个„„大家伙儿分吃的那个“团月”大月饼，从耿家父子们南下后的 第二个八月十五夜在耿憨家一起“拜月”开始，大家伙儿就养成了一个习惯。不管是否有人提醒，郭氏都会自觉地把耿老爹的和耿直 的收起来带走。耿英的那一块儿，大壮第一次是当着大家伙儿的面就高高兴兴地吃掉的。但后来，他也和秀儿一样，不再当着大家的 面吃了，而只是默默地收起来带走。至于他们是怀着什么样的心情，什么时候和怎么去吃那块儿月饼的，没有人知道„„还有就是， 从耿家父子四人离家后的第三个八月十五圆月夜开始，大壮再也没有参加过大男娃儿们特别热衷的摇火团儿活动，而只是在“拜月” 结束后，自个儿慢慢地去了小河边„„而可怜的秀儿就更难挨了。由于一个人不敢去那棵与耿正话别的大槐树下重温旧梦，她只能把 自己关在房间里偷偷地淌眼泪„„这第六个八月十五圆月夜，大人们实在是在不安和忐忑中度过的。当然，除了大壮和秀儿之外，其 他几个娃儿们还是像往常年一样，饶有兴致地观看了热热闹闹的摇火团儿。尤其是已经长成了半大小伙子的青山和青海这对孪生兄弟 ，还高高兴兴地从二狗子和大头手里接过来点着了的火团儿学着摇了几把呢！二壮虽然比青山和青海大一岁，但他生性胆儿小，没有 敢尝试着摇那玩意儿。八月十五节过完了，日子还在不紧不慢地一天天过

高一物理《伽利略对自由落体运动的研究》教案

诚西郊市崇武区沿街学校伽利略对自由落体运动的研究一、课标要求：1、教学重点：通过重现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。

2、教学难点：〔1〕当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证；〔2〕引导学生在实验过程中怎样进展合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。

3、课时安排：1课时二、教材分析：本节内容属于普通高中物理课程标准中一一共同必须模块Ⅰ的内容，是以往教材所没有的。

学生在学习本节课内容之前，已经学习了自由落体运动的定义和利用打点计时器打出的纸带来验证“自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动〞。

新教材专辟这一节，并无重复之嫌。

目的是让学生深化体会到在当时实验设备不准确的条件下伽利略如何提出问题，遇到什么问题，如何打破困难，使学生身临其境，领悟其科学精神，物理思想和研究方法，对进步学生的科学素养具有重要的意义。

三、设计思路：全面有趣地展示这段科学历史，让学生融入其中去体会伽利略的科学研究方法！四、教学目的：〔一〕教学目的：1、理解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法；〔二〕过程和方法：1、经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；〔三〕情感目的：1、激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，擅长观察考虑，知难不退的优秀品质；五、教学过程：〔一〕复习旧知，引出新课1、教师：我们在上一节课已经学习了自由落体运动知道：〔1〕定义？〔物体只在重力作用下从静止开始下落的运动〕〔2〕本质？〔初速度为0的匀加速直线运动〕2、教师指出：纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻物下落得快〞。

这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。

这个观点的推翻其实也是一段有趣的历史！(二)逻辑推理-伽利略的思想！先假设亚里士多德的观点是对的。

那么设大石头下落的速度为8，小石头下落的速度为4，捆在一起，大石头被小石头拖着会变慢，系统速度应小于8；但总重量比大石头还重，故系统速度应小于8，自相矛盾。

高一物理伽利略对自由落体运动的研究(1)


伽利略斜面实验模拟
“冲淡重力”实验结论
小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。 且斜面倾斜角越大，小球加速度越大。
合理外推
如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持 匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时 的加速度都是一样的！
修正和推广
如果完全排除空气阻力，那么， 所有物体下落都将一样快。 在科学研究中，懂得忽略什么，有 时与懂得重视什么同等重要。 ——伽利略
真正的物理学开始了……
阅读本课内容及课本P51“从 伽利略的一生看科学与社会”
讨论
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番话说下来，弄得二十三小格又是惭愧又是心有不甘！八哥、十哥说得都对，是他丧失咯理智，差点儿跟九哥打起来，若是被皇阿玛知道 咯，将会出现啥啊样の恶果，他心里最清楚。可是，九哥实在是欺人太甚！那么难听の话他也能说出口？他老二十三今天不给九哥点儿颜 色看看，以后他还敢肆无忌惮地诋毁、诬蔑、恶语中伤他心中の仙子！是の，小四嫂就是他の女神，不容任何人亵渎！心中憋咯壹口气无 处撒火の二十三小格，唯有策马扬鞭，远远地跑向咯草原深处，留下八小格壹脸玩味，十小格壹脸焦急。第壹卷 第298章 迎难那木泰出 师未捷，八小格自己也没有从二十三小格那里套出来啥啊更有价值の消息，能够有效地证实他の猜测，因此，他の成果仍然仅仅只是停留 在怀疑の阶段。既然两条路都没有走通，那就只剩下最后壹条路――直接从王爷身上找破绽。可是他の四哥这里更是壹块硬骨头，屡战屡 败の八小格这壹次不但持之以恒、迎难而上，而且还改变咯策略，不再搞迂回战术，而是打算正面交锋，直接从王爷这里下手。可是八小 格想插手四小格の事情确实是太难咯。先不说王爷是壹各多么小心谨慎、步步为营、滴水不露の壹各人，就连玉盈也是如此。来到塞外の 这五各月，除咯第壹天随王爷壹起别别扭扭地看过壹次夕阳以外，她再也没有出过营区。在塞外の这些日子里，她每天都简单、机械、重 复地做着壹件事情：服侍膳食！无论是王爷の早膳和晚膳，还是水清主仆两人の午膳、晚膳，她全都尽心竭力，壹丝不苟。其它时间就是 整理、收拾、女红。在这日复壹日の朝夕相处之中，他们两各人几乎没有再说过啥啊话，特别是他误会水清与八小格私自串通情报之后。 既是因为玉盈躲着他，不给他机会，也是因为他没有更多の时间。早晨时间紧张，他要赶着去皇上那里；晚上时间也紧张，因为水清很快 就回来咯。八小格虽然打算直接从王爷这里下手，但是他也要有所顾忌，切不可打草惊蛇、泄露咯心机，因此直截咯当地跟王爷套话是不 可能の，他只能是有事儿没事儿地总找他四哥壹起行动。不过由于皇上现在非常忌惮八小格，已经几乎不让他参与啥啊政务，既然公务上 寻不出更多の端倪，他只能从私人事务上有意无意地向王爷靠拢。王爷是何等精明の人，虽然不知道八小格在打啥啊主意，但是他这位贤 王八弟在打他の主意可是千真万确の事情。因此，王爷表面上与八小格壹伙继续维持着兄友弟恭の客套，私底下小心翼翼地防范着他の壹 举壹动。今天晚上，有壹位蒙古世子爷提议与几位皇子们晚上共聚壹番，这几位皇子中就包括咯四、八、九、二十三几位小格，十小格与 三小格今天御前伴驾。王爷并不喜欢这种拉帮结派の行为，而且据他所知，这位世子爷与东宫太子之间没啥啊交情。而他作为太子の忠实 拥护者，与这位蒙古世子爷来往过密，谁能知道是福是祸？但是让王爷格外为难の是，世子爷亲自向他发出咯邀请！假如不去赴宴，又没 有正当の理由，比如御前伴驾之类の，那将是非常不给对方面子の行为，来自蒙古方面の势力也是不容小觑。无奈之下，王爷只能是勉强 前去应酬，不过他已经做好咯打算，只去照各面，见机行事，假如情况不妙，宴席之中找机会先行撤退。于是傍晚の时候，他和秦顺儿两 各人先回到自己の帐子来更衣。第壹卷 第299章 险情女眷の帐子在后面，因此玉盈并不知道王爷刚才已经回来过壹次咯，眼看着就要到 晚膳时间，于是她就来到前面，等膳房の送膳太监。刚壹进王爷の帐子，玉盈就赫然发现地毯上有壹各香囊，今天壹天都没有见到过这各 物件，怎么这各时候突然出现在地上？犹豫中，她拾咯起来，果然是爷の香囊无疑！她也不敢解开看看里面是啥啊东西，直觉是爷或是秦 公公落下の，于是紧跑两步，出咯帐子，空无壹人，紧接着她又出咯营区，她想看看是不是秦公公没有走远。才出咯营区没有多远，王爷 就发现香囊落下咯，那各香囊里有醒酒丸，他必须要带上。于是他先是差秦顺儿回去取，后来又心急，反正呆着也没有啥啊事情，索性自 己又跟着秦顺儿の后面往回走。玉盈出咯营区，左右都不见人影，那秦公公是往哪边走咯呢？犹豫咯壹下，她决定往左侧走。因为壹直举 棋不定，又不太认路，她走得又小心又紧张，可是就在她转过壹各帐子之后，万分惊讶地发现，前面迎面走来の两位爷，不正是八爷和二 十三爷吗？八小格本来是拉着二十三小格来跟他们の四哥汇合，此时正是夕阳西下之际，他们两各人迎着阳光，而玉盈是背着阳光，玉盈 壹直是小心谨慎地东张西望，那两位爷壹直是说说笑笑地闲庭信步。因此当玉盈第壹时间发现咯这两各人之后，那两各人还没有意识到他 们居然踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫！猎物就这么不费吹灰之力地进入咯他们の势力范围！而且这各猎物居然就是他们最想要找の， 极有重要价值の壹位故人！玉盈第壹时间发觉大势不妙，根本来不及想啥啊，第壹各反应就是扭身往回跑！王爷是从右侧の路上回自己の 帐子，眼看着到咯自己の营区，就见壹各丫环迎面跑来。虽然是冷不丁地突然撞见，但是玉盈の模样他是闭着眼睛都能认得出来，更不要 说已经近在咫尺咯，因此他不假思索地脱口而出：“玉盈？”“爷，快，赶快！”心急如焚の玉盈根本来不及请安，而是壹边竭尽全力地 跑着壹边急急地上气不接下气地说道。王爷从来没有见过如此惊慌失措の玉盈，玉

高一物理伽利略对自由落体运动的研究


——爱因斯坦
真正的物理学开始了……
阅读本课内容及课本P51“从 伽利略的一生看科学与社会”
讨论
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实验数据记录
响声次 数
2
3
4
5
实验次数
第一次 实验
小球位移 份数
x/t2
第二次 实验
小球位移 份数
x/t2
合理外推
如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持 匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时 的加速度都是一样的！
修正和推广
如果完全排除空气阻力，那么， 所有物体下落都将一样快。
在科学研究中，懂得忽略什么，有 时与懂得重视什么同等重要。
——伽利略
伽利略的科学方法
外推至 落体运动
x∝ t2
对推论 进行检验
猜想与假设
假设：1、v∝t 2、v∝x
伽利略相信： 1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。 2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。 3、它的速度应该是均匀变化的。
运用逻辑得到推论
若初速v0=0，v∝t
x∝t2
设计实验 —— “冲淡重力”
伽利略斜面实验模拟
“冲淡重力”实验结论
小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。 且斜面倾斜角越大，小球加速度越大。
把那些我能用到的本子都给了我”，得到“奖励”．最后是“坚信自己，可以在那上面写出干干净净，青春靓丽的文字来”，写“我”坚定了自己的信心．据此整理出代谢． （2）本题考查文中关键词语含义的理解．解答此题关键要理解词语的本义，然后联系作品内容和作者感情去推断其语境 义．“不可回怍”本义指不能回收再利用的废品；在文中指的是一个人对社会没有任何的作用．是收废品的老人用他的职业内容来对我进行生动的教育，希望我不要自暴自弃．
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困难二：落体运动时间太快，无法准确测
突破： “冲淡”重力，使其加速度减小
伽 的脉搏测时间
怀疑者在翻阅 亚里士多德的 书籍
实 验 验 证
• 实验器材、过程 • 实验结论：
•
•
小球做匀加速运动 ①_____________________ 同斜面，不同小球，加速度相同 ② ___________________________
及 时 反 馈
• P.47 练习4
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滴滴的解释着。旁边被百蝶遗忘的慕容凌娢可谓是坐立不安，不知该怎么做，只好呆呆地看着他们沉浸在自己的“二人世界”之中。“韩公子， 昨天礼部张大人来过，百蝶听他说明年的会试定会由他主持……”百蝶突然转移了话题。“啪”的一声，那位公子猛然将手中杯子放在桌上，茶 水溅到了桌子。把正在发愣的慕容凌娢吓了一跳。喝茶就喝茶，怎么突然就生气了，我想喝还不行呢……说好了回来就吃东西，可我都等了这么 多章了，还只是坐在这里当背景……再不吃东西我就真的要挂了！“笑话！会试的主考官向来是由圣上定夺，他一个礼部侍郎竟敢如此揣测圣意， 真是太放肆了。”他皱了皱眉，然后脸上出现了不屑的笑，“倒是百蝶，你怎么开始在意这种事了呢？”“百蝶不是有意要惹公子生气的。”百 蝶低着头小声说，颇有一副无辜的样子，“只是……只是那天张大人喝多了酒，说得话有些猖狂……”“无妨，我又不会怪你。”他爱抚的将百 蝶搂在怀里，安慰她道，“这种人的言论你不要太在意就是了。”猖狂也是要有本钱的，谁让人家权高位重，你们在这说这些有什么用？再说下 去，一条人命就要被你们给间接杀害了。慕容凌娢不满的撇了撇嘴。不行，他们两个在那里不停地唧唧歪歪，鬼知道什么时候会说完。我必须想 办法让那个撩妹的家伙赶快离开，不然我迟早是饿死的料。“据我所知，会试历来是由礼部主持。”慕容凌娢生硬的插嘴道，“所以……不管你 怎么说，都是改变不了这个事实的。”“这位是……”那人在此时才注意到了慕容凌娢。原来你刚才根本就没有正眼看我啊？现在才发现我的存 在，也太不尊重人了吧……慕容凌娢平复了一下自己的情绪，仔细想想，这也不能怪他啊，毕竟自己在这里如坐针毡的等了半天，都没有敢发表 一下自己的意建，他没注意也是可以理解的。“这是我的远房表妹，初次来京城。没见过世面，也不懂礼数，还请公子恕罪。”百蝶一边介绍一 边用眼神示意慕容凌娢别在多说，“白绫，还不快给韩公子赔罪！”为什么要我给他赔罪？我说的明明就是实话啊。慕容凌娢看了他一眼，并没 有要道歉的意思。那人没有等到慕容凌娢的道歉，倒是产生了一丝惊奇。“原来如此，我说怎么没见过，原来不是醉影楼的人啊。”他饶有兴趣 的看了一眼慕容凌娢，继续说到，“这醉影楼里，还从未有人敢反驳我。”“没有人反驳不代表你是正确的，而且大多数客观存在的事情即是不 用反驳，也是事实。”“你的大道理还真有意思。”他起身便准备离去，“别被你所相信的真理给骗了。”“韩公子……莺凝，去送送韩公子。” 百蝶对站在走廊上的一个女子说道。可算是走了，慕容凌娢心里高兴的不能行，可偏偏还要装出什么都不知道的样子。可
修 正
到：“重球与轻球在落地时相差两指
的宽度”
如何理解这“两指宽”？
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
超 越 伽 利 略
•
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，
可以对落体运动精确地“计时”、“定
位”，直接研究落体运动的性质。
猜 想 与 假 说
自然界是简单的，自然界的规律也 是简单的。速度应该是均匀变化的。 伽利略
随时间均匀变？ 随位移均匀变？
v0 0
实 验 验 证
困难一：速度无法直接测量 突破：
若v0＝0,且 间接验证
t1
x1
vt
2
t1 3 xx 21
t1 5 xx 31
必有
st
实 验 验 证
实 验 验 证
• 质量不同小球同一斜面下落，加速度相 同 • 增大斜面倾角，加速度变大,质量不同小 球加速度仍相同
合 理 外 推
• 质量不同小球同一斜面下落，加速度相 同 • 增大斜面倾角，加速度变大 • 倾角很大，接近落体运动 → 倾角90°,就是自由落体运动！
伽利略在《两种新科学的对话》中提
新课标高中物理必修I
• 他的全部作品有47部留存。
他 是 谁 ？
• 他的著作包括天文学、
• 动物学、地理学、地质学、
• 物理学、解剖学、生理学、
• 伦理学、心理学、经济学、
• 政治学、修辞学、美学。
Aristotle 前384～前322
• 恩格斯称他是“最博学的人”。
• 名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”
• 现代研究落体运动的方法 ：
• 1、“自由落体频闪照片”求加速度 • 2 、用打点计时器研究纸带求出加速度 • 3、其它方法（测速计等）
十 大 最 美 丽 物 理 实 验
『 对 话 』
『 对 话 』
• 伽利略手稿中的一组数据：
时间
1 2 3 4 5 6 7 8 距离 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
体 会
• 生活常识： • 重的物体往往比轻的物体先落地 • ? 结论 • 物体下落的快慢由它们的重量决定
这个观点 正确吗？
伽 利 略 · 伽 利 莱
• Galileo Galilei（1564—1642）
推 翻 此 观 点
一样快！
• 实验
• 逻辑的力量 • 研究落体运动的规律
•
能得出什么规律？
伽 利 略 温 度 计
对 伽 利 略 的 审 判
小 实 验
• 设计一实验：
• 说明重的物体可以比轻的物体下落
慢
• 一张纸片和一块文具橡皮同时下落，
及 时 反 馈
哪个落得快？ • 把纸片捏成一个很紧的小纸团，和 橡皮同时释放，下落快慢有什么变化？ • 怎样解释这个现象？