高中物理《伽利略對落體運動的研究》課件2（28張PPT）（滬科版必修1）

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歡迎進入物理課堂 第5節(jié)伽利略對自由落體運動的研究 1 關(guān)于落體的運動 兩千年來被人們接受的亞里士多德的觀點是怎樣的 物體下落的快慢是由它們的重量決定的 2 伽利略經(jīng)過怎樣的邏輯推理 提出怎樣的觀點 你贊成伽利略的推理嗎 邏輯推理 設(shè)大石頭速度為8 小石頭速度為4 當(dāng)連在 一起運動時 一方面小拖大 使整體速度 8 另一方面 兩個石頭整體比大石頭更重 整體速度應(yīng) 8 矛盾 設(shè)大石頭速度為8 小石頭速度為4 當(dāng)連在一起運動時 一方面小拖大 使整體速度 8 另一方面 兩個石頭整體比大石頭更重 整體速度應(yīng) 8 矛盾 結(jié)論 重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快 還說明 邏輯的力量多么強大 3 伽利略研究落體問題時是在青年時代嗎 他首先遇到什么困難 怎樣解決的 是的 比薩大學(xué)的青年學(xué)者 困難一 概念上的困難 連速度的定義都沒有 辦法 首先建立速度v 平均速度 瞬時速度 加速度a等概念 4 他對落體運動是怎樣猜想的 據(jù)此提出的假說的內(nèi)容是什么 猜想及假說 落體運動是最簡單的變速運動 速度應(yīng)該是均勻變化的 5 速度是均勻變化的 其情況又可以分為哪幾種 兩種 一種是速度v的變化對時間t來說是均勻的 即v t 例如 每過1s 速度的變化量都是2m s 另一種是速度v的變化對位移x來說是均勻的 即v x 例如 每下落1m 速度的變化量都是2m s 6 隨后 伽利略在理論上和實際上又做了哪些工作 他又遇到哪些困難 他退縮了嗎 他是如何克服重重困難的 我們應(yīng)該以怎樣的態(tài)度對待困難 特別是當(dāng)前遇到的學(xué)習(xí)上的困難 首先 在理論上否定了v x 因為如果v x 將會推出十分復(fù)雜的結(jié)論 困難二 無法直接測定瞬時速度 辦法 不測v 通過數(shù)學(xué)運算得出結(jié)論 如果速度v的變化對時間t來說是均勻的 則位移就與所用時間的二次方成正比 即x t2 學(xué)過前面的幾節(jié) 我們也能進行這樣的數(shù)學(xué)推算了 這樣 只要測出物體通過不同位移及所用的時間 看是否滿足x t2就可以驗證了 困難三 落體下落得很快 當(dāng)時只能靠滴水方法計時 這樣的計時工具是不能測量自由落體運動所用的時間的 巧妙的方法 沖淡重力 即讓銅球沿阻力很小的斜面滾下 運動時間變長 易于測量時間了 實驗驗證的內(nèi)容和結(jié)果 1 斜面傾角一定 改變銅球質(zhì)量和斜面高度 結(jié)果 的確是勻加速運動 且加速度不變 2 銅球質(zhì)量和斜面高度不變 不斷增大斜面傾角 結(jié)果 加速度增大 伽利略設(shè)想斜面的傾角越接近90 小球沿斜面滾下的運動越接近自由落體運動 合理的外推 當(dāng)傾角增大到90 時 就是自由落體了 因此自由落體是勻加速運動 而且所有物體下落時的加速度都是一樣的 伽利略的邏輯和實驗使人欽佩 說明 后人在用伽利略的器材重復(fù)他的實驗時發(fā)現(xiàn) 銅球沿斜滾下 如果斜面傾角超過5 就很能準(zhǔn)確計時 伽利略把他的結(jié)論外推至90 是需要很大勇氣的 后來 他的外推被實驗證實了 7 你能采用什么方法來證實自由落體運動是勻加速運動 且測出其加速度嗎 提出你的設(shè)計方案 列出需要的器材 簡述步驟 給你一條已經(jīng)打了點的紙帶 知道第一個點的速度為零 不知是否是自由落體運動物體的 請你判斷是否是勻加速運動 且測出其加速度 8 如何解釋常見到的較重的物體下落得比較快的現(xiàn)象 解釋 空氣阻力的影響不同 伽利略在 兩種新科學(xué)的對話 一書中寫道 如果完全排除空氣的阻力 那么 所有物體將下落得同樣快 他特別指出 在科學(xué)研究中 懂得忽略什么 有時與懂得重視什么同等重要 9 伽利略的科學(xué)思想方法是怎樣的 其核心是什么 人們對他的貢獻如何評價 科學(xué)思想方法程序是 對現(xiàn)象的一般觀察 提出假設(shè) 運用邏輯 包括數(shù)學(xué) 得出結(jié)論 通過實驗對結(jié)論進行檢驗 對假說進行修正和推廣 其核心是 把實驗和邏輯和諧地結(jié)合起來 科學(xué)思想方法程序圖 課本評價 伽利略之前的科學(xué)躑躅于泥涂荒灘 因而千年徘徊 從伽利略開始 大師輩出 經(jīng)典如云 近代科學(xué)的大門打開了 愛因斯坦評價說 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法 是人類思想史上最偉大的成就之一 而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端 愛因斯坦又說 提出一個問題往往比解決一個問題更重要 因為解決一個問題有時僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募记?而提出新的問題 新的可能性 從新的角度去看舊的問題 卻需要創(chuàng)造性的想象力 而且標(biāo)志著科學(xué)上的真正進步 小結(jié) 伽利略研究自由落體運動的幾個重要步驟是 1 通過理想實驗的方法揭露了重物下落快的錯誤 2 從 自由落體運動應(yīng)該是最簡單的 認識出發(fā) 猜想v x和v t兩種可能性 但經(jīng)過推理判定v x不正確 3 從邏輯推理得出檢驗x t即是檢驗x t2 4 巧妙設(shè)計斜面實驗檢驗x t2 10 我們從伽利略對自由落體運動的研究學(xué)到什么 有哪些收獲 例如 探索科學(xué) 追求真理的精神 克服重重困難的決心 科學(xué)思想方法 合理外推的勇氣 或是體會到 物理是一門實驗科學(xué) 邏輯推理的作用 忽略次要因素同等重要 從伽利略的一生看科學(xué)與社會 作業(yè) 查閱有關(guān)伽利略及自由落體運動的資料 寫一篇短文 談?wù)勛约旱恼J識 體會和受到啟發(fā)而想到的問題 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全