21伽利略对自由落体运动的研究(上课课件).ppt

公元前四世纪古希腊哲学家亚里士多德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，即“重快轻慢”。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。 三.伽利略的探索之路（知识=观察+实验+思考） 大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀增加的，即 则：测瞬时速度V与时间t成正比 请同学阅读困难之一到困难之三 问题一：伽利略遇到的第一个困难是什么？如何解决的？ 问题二:为什么s∝t2成正比比V∝t较容易用实验验证呢 困难一 瞬时速度无法准确测量 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（思维的作用） 则：测下落的高度与时间t2成正比 合理外推 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，不仅在于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。 超越伽利略 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。 “自由落体频闪照片” 小结与作业 1.阅读教材 《伽利略对自由落体运动的研究》 2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需要力来维持，却是错误的。这是为什么？ 请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。 * * 问题１ 下 页 上 页 （请同学们列举生活中物体下落快慢不同的例子） 请你们讨论：到底怎样的物体落得快？ 粉笔与纸从同一高度落下谁掉的快 历史的回顾 下 页 上 页 下 页 上 页 提问２：请同学们阅读课本小石头诘难大哲学家并回答　 　 　 １、伽利略推翻亚里士多德的观点，采 用的是什么推理方法？ 你以前是否用到该法？ ２、请你们设计实验来推翻 亚里士多德的观点。 下 页 上 页 尾页 一、小石头诘难大哲学家 16世纪，意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。 （并在比萨斜塔用实验证明了这种观点伽利略斜塔实验.swf ） 得出：重物与轻物应该下落得同样快。 提问３：什么原因造成不同物体下落有快有慢？ 下 页 上 页 二、拨开阻力的迷雾 在没有空气阻力的情况下，轻重不同物体的下落快慢会怎样呢？牛顿管.swf 抽气后，就排除了 的影响 空气 钱毛管实验 现象： 。 结论： 。 在真空中下落快慢与物体的重量无关 在真空中同时落地  落体运动的研究就到此结束了吗？ 请同学阅读伽利略的探究之路大胆的猜想一段。 并回答 1、描述物体运动的物理量有那些呢 2、伽利略对落体运动作了怎样的猜想？ 下 页 上 页 下 页 上 页 知识 观察 实验 思考 下 页 上 页 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。 下 页 上 页 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，只是这个常数随着θ的增大而增大。 知识 观察 实验 思考 1600 7 2104 1192 824 526 298 130 32 距离单位 8 6 5 4 3 2 1 时间单位 下 页 上 页 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θ的增大， 的数值在增大。当θ=900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。 下 页 上 页 下 页 上 页 问题→猜想→运用数学推理→实验检验→合理外推 →得出结论 下 页 上 页 尾页