高一物理沪科版必修1 第2章 2.1《伽利略对落体运动的研究》课件

欢迎进入物理课堂 理解教材新知 第2章 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 2 1 1 亚里士多德认为 重的物体比轻的物体下落的快 2 伽利略认为 在忽略空气阻力影响时 轻重物体下落得同样快 3 伽利略通过把斜面实验的结果合理外推 得到了落体运动的规律 自学教材 1 亚里士多德的观点公元前4世纪 古希腊的哲学家亚里士多德凭 直觉 和 观察 得出这样一个结论 的物体比的物体下落得快 2 伽利略的观点重物与轻物下落得快 重 轻 同样 重点诠释 1 伽利略对亚里士多德观点的归谬 2 伽利略的结论如果能排除空气阻力的影响 轻重不同的物体下落快慢完全一样 即物体下落速度的变化与物体质量的大小无关 1 一颗铁钉与一个小棉花团同时从同等高度处下落 总是铁钉先落地 这是因为 A 铁钉比棉花团重B 铁钉比棉花团密度大C 棉花团受到的空气阻力影响大D 小棉花团的体积大 解析 在实际生活中 一个物体下落时 总要受到空气阻力的作用 与重力相比 阻力的影响越大 物体下落得越慢 因为铁钉受空气阻力的影响小 棉花团受空气阻力的影响大 因此 棉花团下落得慢 答案 C 自学教材 1 大胆猜想下落物体的速度 随时间均匀 即 2 困难之一 1 困难 增加 v t 瞬时速度不易测量 2 解决方法 把注意力放在易测量的的关系上 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平方成 即 距离与时间 正比 s t2 时间 冲淡重力 正比 落体运动 增大 最大 猜想 数学推理 实验验证 合理外推 重点诠释 1 对伽利略自由落体运动的研究思路和方法的理解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 而在当时实验条件下测量短时间有困难 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对于初速度为零的匀变速运动应有s t2 伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90 时的情况 小球自由下落 认为小球仍会保持匀变速运动的性质 2 冲淡重力 斜面实验的再现 1 实验步骤 将一条刻有光滑凹槽的长木板的一端垫起 在盛水的大桶下面装一根细管 让水均匀流出 用流出的水量表示时间 将铜球从凹槽的某一特定位置由静止释放 记下流出一定水量时 铜球的位置 测量水的重量 换算成时间t1 测量出铜球的位移s1 重复上述实验步骤 测出t2和s2 t3和s3 2 1961年 美国 科学 杂志刊登了根据伽利略当年描述的实验装置所进行的一项重复性斜面实验 该实验的倾角为3 73 使用水钟测量时间 其结果见下表 根据上面的数据 你能验证伽利略当年的研究是否正确吗 可见 在误差允许的范围内 小球的位移与时间的平方成正比 小球的运动是一种匀变速直线运动 验证了伽利略当年研究的正确性 答案 见解析 例1 下列说法正确的是 A 将一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落 纸片下落得慢是因为纸片太轻B 将两张同样的纸 一张水平一张竖直同时下落 结果竖直的那张纸下落得快 说明物体下落快慢与物体重力无关 C 真空管中的羽毛和金属片会同时落下是因为金属片比较小 可能与羽毛的重力差不多D 越重的物体下落得越快 说明物体下落的时间与重力成反比 思路点拨 由物体下落过程中受到的阻力大小与重力相比是否可以忽略判断物体下落得快慢 解析 硬币和纸片从同一高度下落 纸片下落得慢是因为纸片受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故 A错 两张同样的纸 重力相同 但竖直放置的纸下落得快 是阻力相对于重力较小的缘故 下落快慢与重力无关 B正确 真空中的羽毛和金属片会同时落下 说明没有阻力时轻 重物体下落的一样快 与重力大小无关 C错 越重的物体下落的越快 是因为空气阻力与其重力相比较小的原因 并不能说明物体的下落时间与重力成反比 D错 答案 B 借题发挥 在空气中不同物体下落快慢不同是由于其所受空气阻力对其自身的影响不同 如果空气阻力可以忽略 则它们下落的快慢与质量无关 1 科学研究发现 在月球表面没有空气 重力加速度约为地球表面处重力加速度的1 6 若宇航员登上月球后 在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球 忽略地球和其他星球对它们的影响 以下说法中正确的是 A 羽毛将加速上升 铅球将加速下落B 羽毛和铅球都将下落 且同时落到月球表面C 羽毛和铅球都将下落 但铅球先落到月球表面D 羽毛和铅球都将下落 且落到月球表面的速度相同 解析 因为物体下落得太快 伽利略无法测量物体自由下落的时间 为了使物体运动速度放慢 伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题 甲 乙 丙三个图都是实验现象 采用斜面的目的是 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显 而之所以采用了不同倾角的斜面 则是观察其规律性 形成外推的实验基础 而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论 选项A D正确 答案 BD 例2 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 如图2 1 1所示 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 图2 1 1 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 运用丁图的实验 可 放大 重力的作用 使实验现象更明显D 运用甲图的实验 可 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显 思路点拨 伽利略把斜面实验的结果合理外推到竖直方向 得到了落体运动的规律 斜面实验冲淡了重力的作用 使得实验现象更加明显 解析 因为物体下落得太快 伽利略无法测量物体自由下落的时间 为了使物体运动速度放慢 伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题 甲 乙 丙三个图都是实验现象 采用斜面的目的是 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显 而之所以采用了不同倾角的斜面 则是观察其规律性 形成外推的实验基础 而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论 选项A D正确 答案 AD 借题发挥 理解伽利略的理想斜面实验关键是对 实验现象 和 合理外推 的感悟 实验现象能够直接观察到 而 外推 的内容则是不能直接观测到的 2 伽利略在研究自由落体运动时 设计了如图2 1 2所示的斜面实验 下列哪些方法是他在这个实验中采用过的 图2 1 2 A 用水钟计时B 用打点计时器打出纸带进行数据分析C 改变斜面倾角 比较各种倾角得到的s t2的比值的大小D 将斜面实验的结果合理 外推 说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 解析 伽利略在研究自由落体运动时 采用水钟计时法 当时还没有打点计时器 A正确 B错误 因同一倾角s t2 说明小球做匀变速直线运动 而且改变斜面倾角 得出s t2的比值不同 伽利略将实验的结果合理 外推 如果斜面倾角为90 小球将做自由落体运动 因此得出自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 故C D均正确 答案 ACD 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