21伽利略对落体运动的研究(教育精品).ppt

生活常识:重的物体往往比轻的物体先落地亚里士多德:物体下落的快慢由它们的重量决定。重的物体比轻的物体下落的快，即“重快轻慢重快轻慢”。一 绵延两千年的错误他的全部作品有47部留存。他的著作包括天文学、动物学、地理学、地质学、物理学、解剖学、生理学、伦理学、心理学、经济学、政治学、修辞学、美学。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近活经验，这种论断流传了近2000年。年。伽利略思想观念开始发生变化思想观念开始发生变化！重的快！重的快！一样快！一样快！假设:重的物体下落得快v128v1=8v2=44v128二逻辑的力量逻辑的力量论证了亚里士多德的观点:重物比轻物下落得快是错误的，他认为轻重不同的物体下落一样快。伽利略运用逻辑推理的方法世界著名的比萨斜塔实验证明物体下落快慢与轻重无关落落体体运运动动本本质质 物体下落的快慢与它们所受的空气阻力大小有关;如果排除了空气阻力，轻重不同的物体下落快慢应该是相同的。即：在没有空气的空间，物体的下即：在没有空气的空间，物体的下落运动落运动快慢快慢与物体的轻重无关。与物体的轻重无关。拨开组里的迷雾提出提出问题问题：既然既然物体自由下落物体自由下落快慢快慢跟质量无关跟质量无关，那么它到，那么它到底遵循什么样的规律呢？底遵循什么样的规律呢？三伽伽利利略略探探索索之之路路伽利略建立了速度、平均速度、加速度等概念，还严格定义了匀变速运动。没有描述运动的概念伽伽利利略略探探索索之之路路大胆的大胆的猜猜想想：下落物体的速度是随时间：下落物体的速度是随时间均匀均匀增加增加的，即的，即 猜想与假说自然界是简单的,自然界的规律也是简单的。物体下落速度是均匀变化的伽利略阅读课本并思考思考:伽利略在实验过程中遇到了哪些困难,他又是怎样克服的?实验验证困难一:速度无法直接测量 突破数学推理数学推理间接验证若v00,且必有困难二:落体运动时间太短,无法准确测量 突破冲淡重力,使其加速度减小实验验证伽利略的实验设计冲淡重力怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍助手利用自己的脉搏测时间伽利略一些贵族实验验证实验验证实验验证：实验验证实验验证：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 S/t2 32.0 32.5 33.1 32.9 33.0 33.1 32.7 32.9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，只是这个常数的随着的增大而增大。时间单位时间单位12345678距离单位距离单位32130298526824119216002104实验验证 质量不同,同斜面,S/t2 相同 增大斜面倾角,S/t2 变大;质量不同,S/t2仍相同。实验验证合理外推合理外推合理外推：随着随着的增大，的增大，S/t2 的数值在的数值在增大。增大。当当=900时，即物体竖直下落时，这个关系也时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值应该成立，这时的数值最大最大。困难困难三三:怎样说明从斜面上得到的结论也符合怎样说明从斜面上得到的结论也符合落体运动？落体运动？得出结论得出得出结论结论落体运动落体运动是一种速度均匀是一种速度均匀增加的运动，增加的运动，即：初速度为零的即：初速度为零的 匀加速直线运动匀加速直线运动四四梳梳理理伽伽利利略略的的科科学学方方法法n其其核心核心是：是：把实验和逻辑和谐把实验和逻辑和谐地结合起来。地结合起来。问题问题猜想猜想数学推理数学推理实验验证实验验证合理外推合理外推得出结论得出结论伽伽利利略略对对落落体体运运动动研研究究的的意意义义伽利略的成功，不仅伽利略的成功，不仅在与找到了落体运动在与找到了落体运动的规律，更重要的是的规律，更重要的是开辟了一条研究开辟了一条研究物理物理学的研究之路学的研究之路。伽利略伽利略物理学家、天文学家、数学家物理学家、天文学家、数学家十十大大最最美美丽丽物物理理实实验验超越伽利略 现在我们不必用斜面来冲淡重力,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。现代研究落体运动的方法:1、用打点计时器 2、用频闪照片 3、用光电计时器(测速计等)五课课堂堂训训练练课本第48页第2题讨论：学完了这一课，你觉得有什么想法和收获？