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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六节,伽,利略对自由落体运动的研究,学习目标,1,了解亚里士多德的观点。,2,了解伽利略的推理、猜想和实验过程。,3,掌握伽利略的科学方法。,4,培养质疑、求实的科学精神。,一、自主学习,复习与巩固,1,自由落体运动,(1),定义：自由落体运动是物体只在,_,作用下由,_,开始下落的运动,(2),物体做自由落体运动的条件：,_,；仅受,_,作用,(3),性质：自由落体运动是初速度为,_,，加速度为,_,的,_,直线运动,(4),基本公式,速度公式：,_.,位移公式：,_.,速度和位移的关系：,_.,重力,静止,初速度为零,重力,零,g,匀加速,一,.,历史的回顾,亚里士多德,(Aristotle,，前,384322),自学教材,P46,页，了解绵延,2000,年的错误,亚里士多德（公元前,384,年,公元前,322,年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家和教育家之一。是亚历山大的老师。公元前,335,年，他在雅典办了一所叫,吕克昂,的学校，马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的,黑格尔。,作为一位最伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献无人可比。他对哲学的几乎每个学科都作出了贡献。他的写作涉及,伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典宪法。,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,。,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。,16,世纪末,意大利比萨大学的青年学者伽利略对该论断表示了怀疑,.,伽利略（,1564,年,2,月,15,日,1642,年,1,月,8,日）是,16-17,世纪的意大利,物理学家、天文学家、,比萨大学教授。伽利略发明了摆针和温度计，他在科学上为人类作出过巨大贡献，是近代,实验科学的奠基者之一，,被誉为,“近代力学之父”、“现代科学之父”,.,二,.,逻辑的力量,v,1,=8,v,2,=4,v,12,8,4,v,12,8,伽利略认为：,重物与轻物应该下落得同样快。,并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。,三,.,伽利略的探索之路,大胆的猜测,：,下落物体的速度是随时间,均匀增加,的，即,:,则必须：测瞬时速度,V,与时间,t,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,。,为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求,间接验证,的途径（思维和数学推理作用）,则必须：测下落的高度,x,是否与时间,t,2,成正比,瞬时速度无法准确测量,困难一,冲淡重力,困难二 物体下落很快，很难测定不同位移的,时间,（思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“,冲淡重力,”的斜面实验,。,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,结果表示为：,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,的增大而增大。,时间单位,1,2,3,4,5,6,7,8,距离单位,32,130,298,526,824,1192,1600,2104,结论,:,上述研究表明,:,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？,合理外推：随着,的增大， 的数值在增大。当,=90,0,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。,分析：伽利略的成功，不仅在与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,。,现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律,现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化的仪器设备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。,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）,三,.,问题探究,问题,1,古希腊哲学家亚里士多德认为，重的物体比轻的物体下落得要快,.,这符合人们的常识，如玻璃弹子就比羽毛下落得快,.,其实古代时我国也出现过这种故事：传说三国时期，周仓欲与关羽比力气，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（如图），令周仓折服,.,这个故事真能说明关羽臂力过人吗？为什么？,这个故事不能说明关羽臂力过人因为一根稻草在空中运动时，受到的空气阻力对它运动的影响比较大，起到了决定性的作用，不能忽略不计；而一捆稻草在空中运动时，空气的阻力对它运动的影响比较小，起次要作用,问题,2,从高空落下的雨滴的运动能否看作自由落体运动？从不太高的水龙头滴下的水滴的运动能否看作自由落体运动？,探究思路：,下落的物体能否看作自由落体运动，关键是看物体是否受到空气阻力或空气阻力与重力相比能否忽略不计,.,空气阻力的大小跟物体的速度有关，速度越大，阻力越大,.,雨滴从高空落下，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大，在落地前其阻力已增大到与雨滴的重力等大，即雨滴已,匀速运动,.,而从不太高的水龙头滴下的水滴速度不会很大，所受空气阻力也不会很大,.,可当成自由落体运动,总结,:,1.,总结伽利略对自由落体运动的研究过程,?,（,1,）现象观察,（,2,）大胆的猜想（下落物体的速度是随时间均匀增大的）,（,3,）数学推理（如果,v,t,，,那么,st,2,）,（,4,）巧妙的实验方法,:,（,5,）合理外推,“冲淡重力”斜面实验,(,记于,P,48,页,),价值：,伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是,:,抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法,.,这种方法对于后来的科学研究，具有重大的启蒙作用,.,2.,伽利略的研究思路及价值,思路：,问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论,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就之一，而且标志着物理学的真正开端。,爱因斯坦,例,1.,离地,500 m,的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取,g,=10 m/s,2,，求：,（,1,）小球经过多长时间落到地面？（,2,）从开始落下的时刻起，小球在第,1 s,内通过的位移,（,3,）小球落地前最后,1 s,内的位移,.,四、课堂检测,例,2 .,有若干相同的小钢球，从斜面的某一位置从静止开始每隔,0.1 s,释放一颗，设各球均做匀加速直线运动,.,在连续释放若干颗钢球后，摄下斜面上正在滚动的若干小球的照片如图所示，测得,AB,=15 cm,，,BC,=20 cm,，试求：,（,1,）拍照时,B,球的速度,v,B,.,（,2,）,A,球上面还有几颗正在滚动的小球？,落体,运动,?,v t,x,t,2,小球在斜面,上运动实验,外推至,落体运动,对现象的,一般观察,提出假设,逻辑,(,数学,),得出推论,对推论,进行检验,对假说修,正和推广,伽利略的科学研究方法,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。,伽利略科学思想的成就,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就之一，且标志着物理学的真正开端。,爱因斯坦,
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