第六节 伽利略对自由落体运动的研究
伽利略对自由落体运动的研究PPT精品课件
一、逻辑的力量
V2=4 V1=8
4<v12<8
V12>8
重的快！
一样快！
伽利略
思想观念开始发生变化！
二、伽利略的探究过程
观成正比
运用逻辑 得到推论
实验验证
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
响声次数 实验次数
2
3
4
5
第一次 实验
重点难点突破
【思路解析】 第(1)题，读图可知，图示气压带位于30°附近，应 为副热带高气压带。第(2)题，由地球的自转方向可以判断，图示半 球为北半球，P为北半球西风带。
【答案】 (1)B (2)B
重点难点突破
绿色通道 (1)气压带的成因 ①由于地面冷热不均，引起大气的膨胀上升，或收缩下沉， 从而导致近地面形成低气压区或高气压区的原因，称之为热 力原因。如赤道低气压带和极地高气压带。
2．气压带和风带对气候类型的影响 (1)在单一气压带或风带控制下的气候变化小： ①赤道附近→全年受赤道低压控制→全年高温多雨→热带雨林气 候。
②纬度40°至60°之间的大陆西岸→全年盛行西风→受海洋气团 影响→终年湿润、冬温、夏凉→温带海洋性气候。
重点难点突破
③南北回归线至30°的大陆内部和西岸→全年受副热带 高压或信风带控制→全年干旱少雨→热带沙漠气候。 (2)受气压带和风带交替控制下的气候变化大： ①纬度30°至40°的大陆西岸→夏季受副热带高压控制 →炎热干旱少雨；冬季受西风带控制→温和暖湿多雨→地 中海气候。
重点难点突破
2．全球气压带和风带的特征
重点难点突破
续表
重点难点突破
典例1 下图是以极点为中心的半球示意图，箭头表示地球自转方向。 读图，回答(1)～(2)题。
第二章第6节 伽利略对自由落体运动的研究
《伽利略对自由落体运动的研究》一、设计思路：1、课标要求分析：了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法，了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
2、教材文本分析：教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思，以及伽利略对自由落体运动的探究历史，方法的教学贯穿课程文本始终。
目的是让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的历史过程以及面对困难时采取的方法，增加学生对处理物理问题的方法论的初步认识。
3、学生学情分析：学生已经学习了自由落体运动的定义和规律，但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课，让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法，培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
4、教学总体安排：本课时采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式，重点关注伽利略在研究过程中所采用的科学方法以及意义。
二、教学目标：（一）知识与技能1、了解伽利略对自由落体运动的研究方法。
2、知道逻辑推理(包括数学知识)和实验验证对解决物理课题的重要性。
（二）过程与方法1、经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验伽利略的科学研究方法。
（三）情感、态度与价值观1．通过了解史实，培养渗透坚持真理、不迷信权威、勇于探索的科学精神。
2．通过经历伽利略对自由落体运动的研究过程，进一步提升对方法论的认识。
三、教学重点与难点：教学重点：伽利略对自由落体运动研究的过程、方法。
教学难点：伽利略否前人错误结论的逻辑推理、斜面实验结论的合理外推。
四、教学方式：教学方法：自主讨论法、归纳法、实验演示法五、教学用具：小铁球、斜槽、多媒体辅助设备。
六、教学流程七、板书设计八、教学过程 教学环节 教师活动学生活动教学目的 复习提问 1、什么是自由落体运动？2、自由落体运动的加速度有什么特点？ 回答问题复习 巩固新课引入自由落体运动是一种比较简单的运动，但是对这种简单运动现象的研究并非一蹴而就。
6 伽利略对自由落体运动的研究
思考：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？
质量不同小球同一斜面下落，加速度相同 • 增大斜面倾角，加速度变大 • 倾角很大，接近落体运动 → • 合理外推：倾角900，就是自由落体运动！
思考：为什么说伽利略把他的结论外推到90度需 要很大的勇气？
后人在伽利略的器材重复他的实验时发现，铜 球沿斜面滚下，如果斜面倾角超过5°就很难准确 计时。
思考：亚里士多德为什么会有错误的认识呢？
公元前，人们对物体下落的研究很少，凭着观 察认为重的物体比轻的物体下落得快。 思考：为什么这个错误被延续了两千多年？ 由于亚里士多德在学术界的崇高地位，且他这 一论断符合人们的常识，以至于其后两千年时间 里，大家都奉为经典。
思考：伽利略是怎样论证亚 里士多德的观点是错误的？
三、猜想与假设 困难二：瞬时速度无法直接测量 伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用）。 伽利略大胆的猜想： v ∝ x（最后否定了） 若初速v0 = 0，v ∝ t
v x t
x ∝ t2
则：测下落的高度与时间t2成正比
四、实验验证
困难三：落体运动时间太短，无法准确测量,伽利 略是怎样克服的？ 1、没有准确的计时工具 解决方案：滴水计时 2、物体下落很快，很难测定不同位移的时间 解决方案：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。
落地.
• 至此，伽利略终于成功地验证了自己的猜想， 不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错 误论断，而且得到了物体下落的规律。 • 伽利略的成功，不仅在与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。
知识 观察 实验 思考
• 现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运 动规律
伽利略对自由落体运动的研究
第6节伽利略对自由落体运动的研究一．选择题1. 甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是（）A.甲比乙先着地B.甲比乙的加速度大C.甲、乙同时着地D.无法确定谁先着地2. 关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半B.某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半C.在任何相等时间内速度变化相同D.在任何相等时间内位移变化相同3. 甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H 高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是( )A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大B.下落1s末，它们的速度相同C.各自下落1m时，它们的速度相同D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大4. 关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是（）A．同一地点的物体，无论轻重g值一样大B．重的物体g值大C．g值在地面任何地方都一样大D ．g 值在赤道处大于两极处5. 以下对物体做自由落体运动的说法正确的是（ ）A ．物体开始下落时，速度为零，加速度也为零B ．物体下落过程中，速度增大加速度保持不变C ．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D ．物体下落过程中，速度的变化是个恒量6. 一个铁钉和一块小海棉从同一高处同时下落，总是铁钉先落地，这是因为（ ）A ．铁钉比海棉重B ．铁钉比海棉密度大C ．海棉受到的空气阻力影响大D ．海棉的体积大7. 自由下落的物体，自起点开始依次下落三段相等位移所用的时间的比是（ ）A ．1：3：5B ．1：4：9C ．3:2:1D ．1：)23(:)12(--8. 在深为8米的井口某处水滴每隔一定时间落下，当第五滴刚离开井口时，第一滴水正好落下，那么，这时第2滴水离进底的高度是（ ）A ．2mB ．2.5mC ．2.9mD ．3.5m9. 从某高处释放一粒小石子，经过1s 从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将 （ ）A.保持不变B.不断增大C.不断减小D.有时增大，有时减小10. 自由落体运动在任何两个相邻的1s 内，位移的增量为 （ ）A.1mB.5mC.10mD.不能确定11. 自由下落物体，它下落一半高度所用的时间和全程所用的时间之比是（ ）A ．1/2B ．2C ．22D ．212. 球A 和球B 先后由同一高度自由下落，B 比A 迟0.5s ，g = 10m/s 2，A 、B 均在下落时，以下判断正确的是（ ）A ．A 相对B 作v = 5m/s 向下的自由落体运动B ．B 相对A 作v = 5m/s 向上的竖直上抛运动C ．B 相对A 作v = 5m/s 向下的匀速直线运动D ．A 相对B 作v = 5m/s 向下的匀速直线运动二．填空题1. 自由落体运动在任何相邻的1秒内位移的增量为_____m ，速度的增量为_____m/s.2. 做自由落体运动的物体在第ns 内通过的位移比第1s 内能过的位移多_______m.(g 取10m/s 2)3. 一物体从45m 高处自由下落，在最后1s 通过的高度是______s ，最后1s 的初速度是______m/s ，最后 1s 内的平均速度是______m/s 。
教材分析__高中物理_伽利略对自由落体运动的研究
《伽利略对自由落体运动的研究》教材分析《伽利略对自由落体运动的研究》选自人教版高中物理必修一第二章第6节，是一节物理学史课。
本节内容是介绍伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。
从过去的阅读材料，到现在作为独立的一节，看出新教材对过程与方法，情感态度与价值观等教育目标的重视，不能像以前轻过程重结论的思想来对待本节课的教学。
教材的突出特点是重视科学研究的过程和方法，例如用反证法使亚里士多德的观点自相矛盾，用猜想与假设，数学推理，实验验证，合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。
内容安排1节课。
第二章 第5、6节 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究
首页
上一页
下一页
末页
结束
解析：(1)根据纸带求加速度，一定要知道长度和时间。时间由打 点计时器直接测量，故不需要秒表；重力加速度的值和物体的质 量无关，因此不需要天平。故选项C正确。 (2)自由落体运动是只在重力作用下从静止开始下落的运动，如果 运动中受到阻力(如空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦力 等)，物体下落的加速度就会变小。 答案：(1)C (2)见解析
(×)
(6)重力加速度的方向总是垂直向下。
(×)
(7)月球上的重力加速度也是 9.8 m/s2。
(×)
首页
上一页
下一页
末页
2．合作探究——议一议
结束
(1)在空气中同一高度处由静止同时释放两个大小相同的铜球和棉
球，两小球的落地时间相同吗？为什么？ 提示：不同，同体积铜球质量比棉球大得多，受空气阻力影响较小，而
首页
上一页
下一页
末页
结束
1．关于自由落体运动，下列说法中正确的是
()
A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B．物体做自由落体运动时不受任何外力作用
C．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动
D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
解析：选 D 自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力。不考
虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动，故 A、B 错误；被运动
首页
上一页
下一页
末页
自由落体运动的规律
结束
1．自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律―特―例→自由落体运动规律
v＝v0＋at x＝v0t＋12at2 v2－v02＝2ax
v＝gt ―va0＝ ―＝→g0 h＝12gt2
伽利略对自由落体运动的研究
三、实验验证 1.数学推理：
如果物体的初速度为0，而且速度随时间的变化是
均匀的，即
v t
，它通过的位移就与所用的时
间二次方成正比，即
2.实验验证： 著名的冲淡重力实验
xt
2
。
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。
实验一：换不同质量的小球。
实验结果分析:小球的加速度都是相同的。 实验二：质量相同的小球，不断的增加倾斜角。 实验结果分析：小球的加速度随倾斜面的倾斜角的 增大而增大。
at12
……（2）
1 后3秒内的位移：S2 =S - a (t—3)2 …… (3) 2
…… (4)
2
S1：S2 = 3：7 …… (5)
解（1）—（5）得： a=1m/s2 t= 5s S=12 .5m
自由落体与比萨斜塔
古希腊哲学家亚里士多德认为， 重的物体比轻的物体下落的要快。 这符合人们的常识，如玻璃弹子就 比羽毛落得快。伽利略认为：下落 速度与重量无关，所有物体下落速 度都相同。很多人反对这个观点， 为了让人们相信，伽利略跑到比萨 斜塔上扔下两个不同重量的铁球， 结果两个铁球同时着地，于是伽利 略胜利了。
研究过程和伽利略的科学思想。教导学生 要多思考多观察勤于动手，并敢于大胆的
猜测。
1.从斜面上某位置，每隔0.1 s释放一个小球，在
连续释放几个后，对在斜面上的小球拍下照片，如
图所示，测得 SAB=15 cm, SBC=20 cm，试求 （1）小球的加速度. （2）拍摄时B球的速度VB =? （3）拍摄时SCD =? （4）A球上面滚动的小球还有几个？
S CD - S BC = S BC - S AB
新人教版高中物理必修1第二章第六节伽利略对自由落体运动的研究课件
逻辑的力量
伽利略认为：
重物与轻物应
该下落得同样
v2=
快。
4
4<v12<8
v1=
8
伽利略用他的逻辑使v亚12里>8士多德的理
论陷入了困境
猜想与假说
伽利略遇到的困难之一： 没有描述运动所需的概念
困难解决： 伽利略首先建立了描述运动所需的基 本概念。诸如平均速度、瞬时速度以 及加速度等，就是伽利略首先建立起 来的。
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my d推广
如果完全排除空气的阻力，那么，所 有物体将下落得同样快。这时，落体 运动也就真正成为自由落体运动了。
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。
——伽利略
伽利略对运动的研究，不仅确立了许 多用于描述运动的基本概念，而且创 造了一套对近代科学的发展极为有益 的科学方法。
这些方法的核心是把实验和逻辑推理 （包括数学演算）和谐地结合起来， 从而发展了人类的科学思维方式和科 学研究方法。
x1 t12
x2 t22
常数
实验结论
小球沿斜面滚下的运动的确是 匀加速直线运动。
只要斜面的倾角一定，不同小 球的加速度都是相同的。 不断增大斜面的倾角，得知小 球的加速度随斜面倾角的增大 而变大。
合理外推
如果斜面的倾角增大到900，小球的运动就是 自由落体运动了，此时，小球仍然会保持匀加速 直线运动的性质，而且所有物体下落时的加速度 都是一样的！
困难解决： 用斜面来“冲淡”重力，以延长小 球运动的时间。
伽利略在做铜球沿斜面运动的实验
伽利略
实验验证
伽利略让铜球从斜面的不同位置由静止滚下，
在伽利略手稿中记录的一组实验数据如下：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六节伽利略对自由落体运动的研究
1．新的科学思想和科学研究方法：在伽利略的研究成果得到公认之前，物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支，没有取得自
己的独立地位。
当时，哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里，他们苦思巧辩，得不出符合实际的客观规律。
伽利略敢于向传统
的权威思想挑战，不是先臆测事物发生的原因，而是先观察自然现象，由此发现自然规律。
他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序的
服从简单规律的整体，要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测，找出它的精确的数量关系。
2．伽利略的生平简介：1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城，父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学，著有《音乐对话》一书。
1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。
伽利略自幼受父亲的影响，对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓；也像他父亲一样，不迷信权威。
17岁时遵从父命进比萨大学学医，可是对医学他感到枯燥无味，而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和阿基米德静力学，感到浓厚兴趣。
后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱，是人类改变世界的大科学家之一，1642年1月8日病逝，终年78岁。
3.大事年表
1581年9月，17岁的伽利略成了比萨大学的一名学生。
1583年伽利略开始进行摆的实验。
1586年伽利略写了《小天平》。
这本书使他引起了其他科学家的关注，奠定了作为数学家的基础。
1590年伽利略写了《关于运动》一书，此书把他关于运动和落体的理论结合了起来。
1591年伽利略在比萨斜塔上进行他的落体实验。
伽利略的父亲去世。
1593年伽利略利用斜面开始进行加速度的实验。
1597年德国科学家开普勒出版了《神秘的宇宙》一书，此书支持哥白尼关于宇宙的理论。
1604年伽利略确定无疑地证实了地球不是宇宙的中心。
10月，空中出现了一颗超新星，这件事更使伽利略确信亚里士多德关于宇宙的理论是错误的。
1609年伽利略作了一架经过改革的望远镜，并开始了他的天文观察。
1610年3月，伽利略出版了他的《星宿的信使》一书。
9月，伽利略移居佛罗伦萨，在科西莫大公手下获得数学家职位。
1613年伽利略《关于太阳黑子以及它们的现象的论证和发展过程》一书发表。
此书表明了伽利略支持哥白尼的宇宙理论，而不赞成亚里士多德在这方面的论点。
1615年伽利略被传唤至罗马，因支持哥白尼而受指控。
1623年伽利略出版了《分析者》一书，在这本书里他对教会关于宇宙的见解提出异议。
1632年2月，伽利略的《关于两种世界体系的对话》一书出版。
8月，教会下令禁止《对话》一书的出售。
1633年6月，伽利略被判决有罪。
他被判终身监禁并关在牢房里。
他的《对话》和其他著作都被查禁。
伽利略开始撰写《两种新科学的对话》一书。
1637年伽利略的一只眼睛受到感染，导致失明。
1638年《两种新科学的对话》在荷兰莱顿出版。
1642年1月8日，78岁的伽利略去世。