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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,*,6,伽利略对自由落体运动的研究,6伽利略对自由落体运动的研究,1,.,了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的过程。,2,.,理解任何猜想和假说要被认可都需要经过实验验证。,1.了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的过程。,一,二,三,一、绵延两千年的错误,亚里士多德根据平常观察到的落体现象得出结论,:,物体下落的快慢由它们的,重量,决定,即重的物体比轻的物体下落得,快,。这一结论在其后两千年的时间里,被人们奉为经典。,一二三一、绵延两千年的错误,一,二,三,二、伽利略对自由落体运动的研究过程,大胆的猜想,落体运动应该是一种最简单的变速运动,即下落物体的速度是随着时间,均匀增加,的,即,v,t,困难之一,:,瞬时速度不易测量,解决方法,:,把注意力放在易测量的距离与时间的关系上,通过数学推理得出,从静止开始做匀加速直线运动的物体,通过的位移一定与时间的二次方成,正比,即,x,t,2,困难之二,:,没有准确的计时工具,解决方法,:,设计了著名的,“,冲淡重力,”,的斜面实验。在同一个倾角的斜面上,小铜球滚下的位移总是与运动时间的二次方成,正比,一二三二、伽利略对自由落体运动的研究过程,一,二,三,困难之三,:,如何让由斜面实验得出的结果说明落体运动也符合这个规律,解决方法,:,伽利略认为,比例常数是随着倾角的增大而,增大,当倾角等于,90,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,并且此时的比例常数,最大,从而得到了落体运动的规律,伽利略的研究思路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,一二三困难之三:如何让由斜面实验得出的结果说明落体运动也符合,一,二,三,三、伽利略的科学方法,伽利略科学思想方法的核心是把,实验,和,逻辑推理,(,包括数学推演,),和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学认识的发展。,一二三三、伽利略的科学方法,一,二,三,一、伽利略对落体运动的研究思路的概括,一二三一、伽利略对落体运动的研究思路的概括,一,二,三,二、如何领会伽利略对自由落体运动的研究思想和方法,伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动,匀变速运动。而在当时的实验条件下测量较短的时间有困难,伽利略就采用了间接验证的方法。,1,.,运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速运动应有,v,t,。,2,.,(1),运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合,x,t,2,一二三二、如何领会伽利略对自由落体运动的研究思想和方法,一,二,三,三、伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示,1,.,要善于观察、勤于思考、勇于发现问题和提出问题。,发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义。如果没有发现问题、不能提出问题,科学探究便无从谈起。因此,发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。发现问题和提出问题的过程是极具创造性的过程,要想从平常的、已经习惯的事件中发现不平常的因素,这是很不容易的事,它比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维。,2,.,要合理地进行猜想和假设。,猜想不是胡猜乱想,猜想是应用现有的经验和知识,对问题中的事实寻求可能解释的过程。尽管所提出的猜想不一定是最终的科学结论,但对问题成因的猜想仍需要有一定的依据,:,一是已有的经验和知识,二是科学事实。,一二三三、伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示,一,二,三,推测和假设的根据是探究者自己的经验、知识以及所探究问题的科学事实。推测和假设的结论必须是可检验的,检验的结果有两种可能:一是支持假设,即证实;二是否定假设,即证伪。一个无法检验的陈述是没有探究价值的,因而也就不是一个科学假设。,猜想与假设在科学探究中的重要作用首先在于它是科学结论的先导,如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持,它就可能发展成为科学结论。因此,猜想与假设能帮助探究者明确探究的内容和方向,指导探究沿预定目标展开,避免探究的盲目性。,一二三推测和假设的根据是探究者自己的经验、知识以及所探究问题,一,二,三,3,.,科学地制定实验计划。,要根据确定的探究课题,设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序和过程,(,包括观察、实验、信息和数据的收集和处理,),、通过怎样的分析整理得出探究的结论,以及怎样对探究过程进行评估和反思等。在制定探究计划时,应搞清物理学已有的研究成果。,一二三3.科学地制定实验计划。,类型一,类型二,【例题,1,】,一些学者认为,物体越重,下落越快。伽利略等物理学家否定了这种看法。,(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,(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,(,),它们受到的空气阻力不等,它们的加速度相等,它们落地的速度不等,它们下落的时间相等,A.,B.,C.只有,D.只有,类型一类型二【例题1】一些学者认为,物体越重,下落越快。伽,类型一,类型二,点拨,:,羽毛下落时空气阻力不能忽略,玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略。,解析,:,(1),玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为羽毛受到的空气阻力大。正确选项为,D,。,(2),大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等。在忽略空气阻力的情况下,两球均做自由落体运动,它们的加速度相等。因下落高度相等,故下落的时间相等,落地的速度相等。正确选项为,B,。,答案,:,(1)D,(2)B,题后反思,在空气阻力很小且可以忽略的情况下,实心铁球和空心铁球均做自由落体运动,下落的快慢程度相同。要抛弃亚里士多德的错误观点,不要认为重物比轻物下落得快。,类型一类型二点拨:羽毛下落时空气阻力不能忽略,玻璃球和铁球下,类型一,类型二,【例题,2,】,(,多选,)伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,下图可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是,(,),A.其中的甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论,B.其中的丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论,C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使时间更容易测量,D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显,类型一类型二【例题2】(多选)伽利略对自由落体运动的研究,类型一,类型二,点拨,:,伽利略把斜面实验的结果推广到竖直的情况,是他思维方法上的一种,“,升华,”,这种方法被后人称为,“,合理外推,”,。,解析,:,甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论,;,运用甲图的实验,可以,“,冲淡,”,重力的作用,时间容易测量。,答案,:,AC,题后反思,伽利略研究方法的核心是把实验和逻辑思维,(,包括数学推演,),和谐地结合起来,从而有力地推动了人类科学认识的发展。,类型一类型二点拨:伽利略把斜面实验的结果推广到竖直的情况,是,
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