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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（精选2篇）伽利略对自由落体运动的研究篇1一、知识与技能了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色，理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
二、过程与方法通过史实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，同时了解猜想的必要性，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。
三、情感、态度与价值观通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观。
★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。
★教学方法教师启发、引导，学生阅读教材，讨论、交流。
★教学过程一、引入新课我们已经学习了自由落体运动，知道了物体下落的快慢与物体的质量无关。
这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。
这节课我们就来学习有关的史实知识，了解科学家是怎样研究落体运动的。
二、进行新课1、历史的错误：关于下落物体快慢课件展示：《亚氏观点》教师活动：引导学生阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢？学生活动：思考问题，交流体会。
得出错误认识的根源：不注意探索事物的本质，思考不求甚解。
2、伽利略的逻辑推理教师活动：引导学生阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
点评：培养学生语言表达能力，培养学生逻辑推理能力。
课件展示：《逻辑的力量》3、猜想与假说教师活动：引导学生阅读教材“猜想与假说”部分，提出问题：伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难？面对这些困难，伽利略是怎样做的？他作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么？学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
点评：培养学生语言表达能力，培养学生分析概括能力。
高中物理：伽利略对自由落体运动的研究【考点归纳】1．伽利略对自由落体运动的研究（1）历史的回顾：亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．（2）逻辑的力量．（3）猜想与假设伽利略相信：a．自然界是简单的，自然界的规律也是简单的；b．落体运动一定是一种最简单的变速运动．它的速度应该是均匀变化的．假设：v∝t，v∝x．（4）实验验证伽利略用铜球从阻力很小的斜面的不同位置由静止下落，铜球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时小得多，所以时间容易测出．实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，小球的位置与时间的平方比不变，即由此证明了小球沿光滑斜面下滑的运动是匀变速直线运动；换用不同质量的小球重复实验，结论不变．（5）合理外推如果斜面倾角增大到90°，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！伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了自由落体运动的规律．（6）伽利略科学方法伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来．【命题方向】例1：伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽俐略的斜面实验程序如下：（1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．（2）两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序的号码）（）A．事实2→事实1→推论3→推论4B．事实2→推论1→推论3→推论4 C．事实2→推论3→推论1→推论4D．事实2→推论1→推论4→推论3分析：按实验先后次序排列如下：2→3→1→4．其中，2是事实．实际中，小球由于摩擦，在第二个斜面上上升的高度减小，若摩擦力减小，上升的高度增大，设想没有摩擦力，小球将上升到释放时的高度，如将第二斜面放平，小球没有减速的原因，不会停下来，3，1，4均是在没有摩擦的情况作出的推论．解答：实验先后次序排列如下：2→3→1→4．实验中，如果摩擦力越小，小球在第二个斜面上上升的高度越高，设想没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．所以3、1是推论．步骤4中，将第二个斜面放平，实际中小球因摩擦而减速，最后停下来，摩擦力越小，运动的距离越长，设想没有摩擦力，小球没有减速的原因，永远以原来的速度运动下去，所以4也是推论．故选：C．点评：本题是伽利略理想斜面实验，考查对本实验的理解能力，由此实验，伽利略得出了结论：物体的运动不需要力维持．例2：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分析：伽利略通过实验观察和逻辑推理发现，小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同的质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的；不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得知小球的加速度随斜面倾角的增大而增大．解答：A、B、伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，故A错误，B正确；C、不论斜面光滑与不光滑，当斜面的长度一定时，小球滑到斜面地的速度都与斜面的倾角有关，且倾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大；故C错误；D、斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，故D错误．故选：B．点评：本题关键要明确伽利略对自由落体运动的研究的实验过程，可以通过阅读课本了解，同时实验事实与理论应该是一致的，故可结合匀变速运动的知识求解．。
伽利略对自由落体运动的研究过程伽利略对自由落体运动的研究过程如下：
1、伽利略首先通过直觉和观感，认为重的物体下落速度比轻的物体下落速度快，落体速度与重量成正比。
2、伽利略通过大量的实验，站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，并测定下落时间有多少差别。
结果发现，各种物体都是同时落地，而不分先后。
也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。
无论木制球或铁制球，如果同时从塔上开始下落，它们将同时到达地面。
3、伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。
这一结论也符合牛顿的万有引力定律。
伽利略的研究对自由落体运动和重力加速度有了深刻的理解，并推导出了重力加速度的公式。
课时作业(十)
[全员参与·基础练]
1．(2014·马鞍山高一期末)意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，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】伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，斜面的摩擦力忽略不计，而逐渐增大斜面的倾斜角，当倾角等于90°时物体竖直下落，这种物理思想方法属于理想实验，故选项C正确．
【答案】 C
2．(2014·保定一中高一期末)下列说法正确的是()
A．亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关
B．伽利略认为物体越重，下落得越快
C．牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同
D．石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力
【解析】亚里士多德认为物体越重，下落越快，而伽利略认为物体下落快慢与物重无关，通过牛顿管实验证明，无空气阻力时，铁块与羽毛下落快慢相同，在实际中虽然石头下落比树叶下落快，但石头仍受阻力，只不过其阻力相对其重力较小．故C正确，A、B、D错．
【答案】 C
3．(多选)(2014·宝鸡高一检测)关于自由落体运动，下列说法正确的是
() A．自由落体运动的物体初速度为零
B．物体从静止开始，竖直下落的运动就是自由落体运动
C．自由落体运动的物体只受重力作用
D．自由落体运动是变加速直线运动
【解析】自由落体运动是从静止开始下落，且只在重力作用下的运动，A、
C 对，B 错．自由落体运动的加速度恒定不变，自由落体运动是匀加速直线运动，
D 错．
【答案】 AC
4．关于自由落体加速度g ，下列说法正确的是( ) A ．重的物体的g 值大 B ．g 值在任何地方都一样大 C ．g 值在赤道处大于南北两极处 D ．同一地点轻重物体的g 值一样大
【解析】 重力加速度与物体无关，仅与地理位置有关，且赤道处最小，两极最大，同一地点g 是恒定值，故D 正确，其余选项错误．
【答案】 D
5．(2014·西城区高一检测)一物体做自由落体运动．从下落开始计时，重力加速度g 取10 m/s 2.则物体在第5 s 内的位移为( )
A ．10 m
B ．125 m
C ．45 m
D ．80 m
【解析】 物体在第5 s 内的位移x ＝12gt 22－12gt 21＝12×10×(52－42
) m ＝45 m ，C 正确．
【答案】 C
6．两个小球从同一地点的不同高度处做自由落体运动，结果同时到达地面，如图所示四幅图中，能正确表示它们的运动的是( )
【解析】 两个小球从不同高度自由下落，下落过程中加速度相同，所以v －t 图象的斜率相同，因高度不同，由h ＝1
2gt 2，v ＝gt 知，下落时间和落地时的速度不同，所以图象的起点横坐标和终点纵坐标应不同，选项C 正确．
【答案】 C
7．(多选)某人在高层楼房的阳台外侧以30 m/s 的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点25 m 处所经历的时间可能是(不计空气阻力，取g ＝10
m/s 2)( )
A ．1 s
B ．3 s
C ．5 s
D ．(3＋14)s
【解析】 石块运动到离抛出点25 m 处包括两种情况：一种是在抛出点上方25 m 处，h ＝25 m ，一种是在抛出点下方25 m 处，h ＝－25 m ，由h ＝v 0t －1
2gt 2可知A 、C 、D 正确．
【答案】 ACD
8．设宇航员在某行星上从高32 m 处自由释放一重物，测得在下落最后1 s 内所通过的距离为14 m ，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？
【解析】 设物体下落的时间为t ，星球表面的重力加速度为g ，则h ＝12gt 2
，①
h －14＝1
2g (t －1)2，②
由题意知h ＝32 m ，由①②解得t 1＝4 s ，t 2＝4
7 s(舍去)，g ＝4 m/s 2； 所以t ＝t 1＝4 s ，g ＝4 m/s 2. 【答案】 4 s 4 m/s 2
[超越自我·提升练]
9．(多选)(2014·黄冈高一检测)如图2－5－6所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T ，每块砖的厚度为d .根据图中的信息，下列判断正确的是( )
图2－5－6
A ．位置“1”是小球释放的初始位置
B ．小球做匀加速直线运动
C ．小球下落的加速度为d
T 2 D ．小球在位置“3”的速度为7d
2T
【解析】 由题图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的，由Δx ＝at 2可知，a ＝Δx T 2＝d
T 2，所以B 、C 正确．点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以v 3＝x 242T ＝7d
2T ，D 正确．由于v 3＝v 1＋a ·2T ，故v 1＝v 3－2aT ＝7d 2T －2×d T 2×T ＝3d
2T ，故A 错误．
【答案】 BCD
10．(多选)(2014·合肥一中高一检测)甲、乙两球从同一高度相隔1 s 先后自由落下，在下落过程中( )
A ．两球的距离始终不变
B ．两球的距离越来越大
C ．两球的速度差始终不变
D ．两球的速度差越来越大
【解析】 由h ＝12gt 2得h 甲＝12gt 2，h 乙＝1
2g (t －1)2.
则Δh ＝h 甲－h 乙＝12gt 2－12g (t －1)2＝gt －1
2g ，故两球的距离在下落过程中越来越大，A 错，B 对；由v ＝gt 得v 甲＝gt ，v 乙＝g (t －1)，则Δv ＝v 甲－v 乙＝gt －g (t －1)＝g ，故两球的速度差始终不变，C 对，D 错．
【答案】 BC
11．小球从空中h ＝20 m 处自由下落，与水平地面碰撞后以碰前速度的60%竖直反弹到某一高度．取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力．求：
(1)反弹的高度是多少？
(2)从开始下落到第二次落地，经过多长时间？ 【解析】 (1)小球第一次落地时有v 21＝2gh ， 得v 1＝2gh ＝2×10×20 m/s ＝20 m/s ，
反弹的速度大小v 2＝60%v 1＝12 m/s ，
则反弹的高度h 2＝v 222g ＝122
2×10
m ＝7.2 m.
(2)小球第一次落地的时间t 1＝v 1g ＝20
10 s ＝2 s ，反弹后做竖直上抛运动，运用整体法有h ′＝v 2t 2－12gt 2
2
落地时h ′＝0，得t 2＝2v 2g ＝2×12
10 s ＝2.4 s ， 故从开始下落到第二次落地的时间 t ＝t 1＋t 2＝2 s ＋2.4 s ＝4.4 s. 【答案】 (1)7.2 m (2)4.4 s
12．(2015·衡水高一检测)气球以5 m/s 的速度从地面匀速上升，上升过程中从气球上掉落一个小物体，该物体离开气球后经2 s 着地．小物体离开气球后，气球以1 m/s 2的加速度匀加速上升．空气对小物体的阻力不计，g 取10 m/s 2.试求：
(1)小物体离开气球时，气球的高度； (2)小物体着地时的速度大小； (3)小物体着地时，气球的高度．
【解析】 (1)设小物体离开气球时，气球离地的高度为h ，则 －h ＝v 0t －1
2gt 2(取向上为正方向) 所以h ＝10 m.
(2)小物体着地时的速度大小为
v t ＝v 0－gt ＝－15 m/s(“－”表示方向向下)． (3)小物体着地时，气球的高度 H ＝h ＋⎝ ⎛
⎭
⎪⎫v 0t ＋12at 2＝22 m.
【答案】 (1)10 m (2)15 m/s (3)22 m。
