高中物理《伽利略对落体运动的研究》课件2（28张PPT）（沪科版必修1）

欢迎进入物理课堂 第5节伽利略对自由落体运动的研究 1 关于落体的运动 两千年来被人们接受的亚里士多德的观点是怎样的 物体下落的快慢是由它们的重量决定的 2 伽利略经过怎样的逻辑推理 提出怎样的观点 你赞成伽利略的推理吗 逻辑推理 设大石头速度为8 小石头速度为4 当连在 一起运动时 一方面小拖大 使整体速度 8 另一方面 两个石头整体比大石头更重 整体速度应 8 矛盾 设大石头速度为8 小石头速度为4 当连在一起运动时 一方面小拖大 使整体速度 8 另一方面 两个石头整体比大石头更重 整体速度应 8 矛盾 结论 重物与轻物应该下落得同样快 还说明 逻辑的力量多么强大 3 伽利略研究落体问题时是在青年时代吗 他首先遇到什么困难 怎样解决的 是的 比萨大学的青年学者 困难一 概念上的困难 连速度的定义都没有 办法 首先建立速度v 平均速度 瞬时速度 加速度a等概念 4 他对落体运动是怎样猜想的 据此提出的假说的内容是什么 猜想及假说 落体运动是最简单的变速运动 速度应该是均匀变化的 5 速度是均匀变化的 其情况又可以分为哪几种 两种 一种是速度v的变化对时间t来说是均匀的 即v t 例如 每过1s 速度的变化量都是2m s 另一种是速度v的变化对位移x来说是均匀的 即v x 例如 每下落1m 速度的变化量都是2m s 6 随后 伽利略在理论上和实际上又做了哪些工作 他又遇到哪些困难 他退缩了吗 他是如何克服重重困难的 我们应该以怎样的态度对待困难 特别是当前遇到的学习上的困难 首先 在理论上否定了v x 因为如果v x 将会推出十分复杂的结论 困难二 无法直接测定瞬时速度 办法 不测v 通过数学运算得出结论 如果速度v的变化对时间t来说是均匀的 则位移就与所用时间的二次方成正比 即x t2 学过前面的几节 我们也能进行这样的数学推算了 这样 只要测出物体通过不同位移及所用的时间 看是否满足x t2就可以验证了 困难三 落体下落得很快 当时只能靠滴水方法计时 这样的计时工具是不能测量自由落体运动所用的时间的 巧妙的方法 冲淡重力 即让铜球沿阻力很小的斜面滚下 运动时间变长 易于测量时间了 实验验证的内容和结果 1 斜面倾角一定 改变铜球质量和斜面高度 结果 的确是匀加速运动 且加速度不变 2 铜球质量和斜面高度不变 不断增大斜面倾角 结果 加速度增大 伽利略设想斜面的倾角越接近90 小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动 合理的外推 当倾角增大到90 时 就是自由落体了 因此自由落体是匀加速运动 而且所有物体下落时的加速度都是一样的 伽利略的逻辑和实验使人钦佩 说明 后人在用伽利略的器材重复他的实验时发现 铜球沿斜滚下 如果斜面倾角超过5 就很能准确计时 伽利略把他的结论外推至90 是需要很大勇气的 后来 他的外推被实验证实了 7 你能采用什么方法来证实自由落体运动是匀加速运动 且测出其加速度吗 提出你的设计方案 列出需要的器材 简述步骤 给你一条已经打了点的纸带 知道第一个点的速度为零 不知是否是自由落体运动物体的 请你判断是否是匀加速运动 且测出其加速度 8 如何解释常见到的较重的物体下落得比较快的现象 解释 空气阻力的影响不同 伽利略在 两种新科学的对话 一书中写道 如果完全排除空气的阻力 那么 所有物体将下落得同样快 他特别指出 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 9 伽利略的科学思想方法是怎样的 其核心是什么 人们对他的贡献如何评价 科学思想方法程序是 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出结论 通过实验对结论进行检验 对假说进行修正和推广 其核心是 把实验和逻辑和谐地结合起来 科学思想方法程序图 课本评价 伽利略之前的科学踯躅于泥涂荒滩 因而千年徘徊 从伽利略开始 大师辈出 经典如云 近代科学的大门打开了 爱因斯坦评价说 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就之一 而且标志着物理学的真正开端 爱因斯坦又说 提出一个问题往往比解决一个问题更重要 因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧 而提出新的问题 新的可能性 从新的角度去看旧的问题 却需要创造性的想象力 而且标志着科学上的真正进步 小结 伽利略研究自由落体运动的几个重要步骤是 1 通过理想实验的方法揭露了重物下落快的错误 2 从 自由落体运动应该是最简单的 认识出发 猜想v x和v t两种可能性 但经过推理判定v x不正确 3 从逻辑推理得出检验x t即是检验x t2 4 巧妙设计斜面实验检验x t2 10 我们从伽利略对自由落体运动的研究学到什么 有哪些收获 例如 探索科学 追求真理的精神 克服重重困难的决心 科学思想方法 合理外推的勇气 或是体会到 物理是一门实验科学 逻辑推理的作用 忽略次要因素同等重要 从伽利略的一生看科学与社会 作业 查阅有关伽利略及自由落体运动的资料 写一篇短文 谈谈自己的认识 体会和受到启发而想到的问题 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全