伽利略研究落体运动规律的斜面实验包含的实验方法
2019年高一新生入学暑假物理 预习讲练 专题2.6 伽利略对自由落体运动的研究 含答案
知识点梳理1.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v t ∝则：测瞬时速度V 与时间t 成正比实验验证 ：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：122212........s s t t ===常量 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θ的增大而增大.2.合理外推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：随着的增大，2s t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.3.伽利略的观点：重物和轻物应该下落的一样快； 伽利略科学方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来.考点题组练习题组 伽利略对自由落体运动的研究1.(多选)伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验．下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )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【答案】ACD2.(多选)伽利略为了研究自由落体运动的规律，利用斜面做了上百次实验．如图，让小球从斜面上的不同位置自由滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x以及所用的时间t.若比值为定值，小球的运动即为匀变速运动．下列叙述符合实验事实的是( )A．当时采用斜面做实验，是为了便于测量小球运动的时间B．小球从同一倾角斜面的不同位置滚下，比值有较大差异C．改变斜面倾角，发现对于每一个特定倾角的斜面，小球从不同位置滚下，比值保持不变D．将小球在斜面上运动的实验结论合理外推至当斜面倾角为90°时，比值也将保持不变，因此可认为自由落体运动为匀变速运动【答案】 ACD【解析】在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力，为了便于测量小球运动的时间，A正确；在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直接得到速度的变化规律，但是伽利略通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为零，而且x与t平方的成正比，每一个特定倾角的斜面，小球从不同位置滚下，比值保持不变，B错误，C正确；将斜面实验的结果合理外推至当斜面倾角为90°时，比值也将保持不变，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动，D正确．3.在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展( )A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．爱因斯坦【答案】B4.(多选)图大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是( )A．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显【答案】AC5.(多选)关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是( )A．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比B．伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比C．伽利略将斜面实验结果合理外推到斜面倾角增大到90°的情况，认为小球仍会保持匀变速直线运动的的性质D．伽利略猜想自由落体运动运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证【答案】AC6.(多选)关于自由落体运动的规律，历史上很多科学家都做过研究并提出了自己的观点．下面的叙述符合科学规律的是( )A．重的物体比轻的物体下落快，落体的速度与其重量成正比B．轻重不同的两个物体捆在一起后，比原来每个物体下落都快C．根据小球沿斜面下滑做匀加速运动的事实，可以合理外推得出落体运动也是匀加速运动D．“古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重，下落得越快”这是一个绵延了两千年的错误观点【答案】CD【解析】亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，伽利略的观点是，物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，A、B错误；伽利略在斜面实验的基础上，根据小球沿斜面下滑做匀加速运动的事实，可以合理外推得出落体运动也是匀加速运动，C正确；“古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重，下落得越快”这是一个绵延了两千年的错误观点，D正确。
伽利略斜面实验
伽利略斜面实验亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究：古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。
比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。
1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。
直到16世纪，伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。
伽利略通过“比萨斜塔试验”，用事实证明，轻重不同的物体，从同一高度坠落，加速度一样，它们将同时着地，从而推翻了亚里士多德的错误论断。
这就是被伽利略所证明的，现在已为人们所认识的自由落体定律。
“比萨斜塔试验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。
伽利略的科学研究方法：提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。
伽利略的探索之路：知识=观察+实验+思考1、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2、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，只是这个常数的随着θ的增大而增大。
困难二：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？3、合理外推：随着θ的增大，的数值在增大。
当θ=90°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。
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。
思考：科学思想方法程序是：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑（包括数学）得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→……其核心是：把实验和逻辑和谐地结合起来。
伽利略的自由落体实验过程
伽利略的自由落体实验是为了验证自由落体物体的下落规律，即研究重力对物体下落的影响。
以下是伽利略的自由落体实验过程：
1.实验准备：伽利略首先选择了一段平直而光滑的斜面，并在上方设置了一
个固定的高度和一个小孔用来观测物体的下落。
2.实验步骤：伽利略将不同质量的物体从斜面上方的固定高度释放，观察它
们沿着斜面的下滑过程。
3.观察结果：伽利略发现，不论物体的质量如何，它们都以相同的速度下滑，
且下落的距离与下落时间的平方成正比。
4.结论：通过实验观察和数据分析，伽利略得出结论：自由落体物体在无空
气阻力的情况下，下落的加速度是恒定的，即每秒钟下落的速度增加相同的数量。
这个实验为后来的牛顿提供了重要的理论基础，奠定了经典力学的基础，也开创了科学实验与观察相结合的研究方法。
伽利略的自由落体实验是物理学发展历程中的重要里程碑之一。
伽利略斜面实验
伽利略对自由落体运动研究的斜面实验
1．实验原理
让小球从斜面较高的一端从静止滑下不同的距离，如全程、半程、三分之一全程等。
用量筒测量出每次小球运动过程输液器针头流出的水的体积。
由于水的体积V正比于运动时间t，如果小球下滑距离S与水的体积V的平方成正比，即间接证明了下滑距离S与运动时间t的平方成正比，即小球沿斜面做匀加速运动。
2．实验步骤
在水平桌面上安放好斜面轨道，用干布将表面擦拭干净，然后将轨道一端垫高约15cm。
一人将金属球放在斜轨顶端，紧贴小挡板，开始数“1”、“2”、“放”，同时释放小球。
当听到“放”时，另一人打开输液器止水夹，直至小球运动至斜面底端，与小挡板发生碰撞时，关闭止水夹。
由于一次下滑的时间较短，水的体积较小，较难准确测量。
这时，可以连续做5组，读出量筒中水的总体积。
将水的体积除以5，就可以较为精确的得到金属球在一次下滑过程中的水的流出量。
重复以上步骤3次，将处理后的数据记录在表格中。
按照前面的步骤，可以得到金属球在下滑四分之一斜面长度过程中水的流出量，将数据也记录在表格中。
由于相同时间内水的流出量可以认为近似相等，如果小球运动四分之一全程对应的水量是运动全程的水量的一半，即可粗略验证小球位移与时间的平方成正比，即小球沿斜面做匀加速直线运动。
伽利略斜面小球实验报告
伽利略斜面小球实验报告一、引言伽利略斜面小球实验是为了验证伽利略在斜面上滚动物体的运动规律而进行的一项实验。
伽利略斜面小球实验对于研究物体在斜面上的滑动和滚动运动有着重要的意义。
二、实验目的1. 验证伽利略在斜面上滚动物体的运动规律；2. 探究斜面角度对物体滚动速度的影响；3. 分析物体滚动过程中的动能和势能转换。
三、实验仪器和材料1. 伽利略斜面小球装置；2. 直尺；3. 计时器；四、实验方法1. 将伽利略斜面小球装置放置于水平台面上；2. 调整斜面的角度，并通过直尺测量斜面角度；3. 将小球从斜面顶端释放，并通过计时器测量小球从斜面上滑下的时间；4. 重复上述步骤，调整斜面角度并进行多次实验。
五、实验结果斜面角度（）滑落时间（s）平均滑落时间（s）:: :: ::10 1.62 1.5820 1.29 1.3530 1.02 1.04六、实验分析与讨论根据实验结果可以看出，随着斜面角度的增加，小球的滑落时间逐渐减小。
这符合伽利略关于斜面上滚动物体的运动规律，即物体滚动速度与斜面角度成正比。
在斜面上滚动的小球，由于滚动状态下既有平动又有转动，因此具有动能和势能。
当小球沿斜面下滑时，势能逐渐减小，而动能逐渐增加。
在斜面的最底端，势能转化为动能达到最大值。
根据机械能守恒定律，实验结果也验证了势能和动能的转换过程。
然而，本次实验中仅考虑了斜面角度对滑落时间的影响，未考虑其他因素的影响。
例如，小球的质量和摩擦力等因素也会对滑落时间产生影响，后续的实验可以进一步探究这些因素的作用。
七、实验总结通过本次伽利略斜面小球实验，我们验证了伽利略在斜面上滚动物体的运动规律，并分析了物体滚动过程中的动能和势能转换。
实验结果表明，斜面角度对物体滚动速度具有重要影响，而后续的实验可以进一步探究其他影响因素。
在实验过程中，我们也注意到实验数据的测量误差，可以通过增加实验次数和减小误差来源来提高实验结果的准确性。
此外，对实验结果进行合理分析和解释也是实验的重要环节。
伽利略对自由落体运动的研究过程与方法
（原创实用版5篇）编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的5篇《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》，供大家借鉴与参考。
下载后，可根据实际需要进行调整和使用，希望能够帮助到大家，谢射!（5篇）《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇1伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下：1. 提出问题：在斜面上，小球沿斜面滚下过程中速度与时间有怎样的关系？2. 猜想与假设：小球开始的速度越大，到达底端所用的时间越短。
3. 实验收集数据：伽利略通过实验来收集数据，来验证他的猜想和假设是否正确。
4. 分析和论证：伽利略通过数学方法推导得出结论，即自由落体运动的速度与时间成正比。
5. 实验验证：在伽利略之后，人们进行了多次实验，验证了他的结论的正确性。
《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇2伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下：1. 提出问题：在教堂的钟摆的启示下，伽利略提出了自由落体运动的概念。
他观察到，当钟摆从高处开始下落时，它在相同的时间内走过不同的距离。
2. 猜想与假设：伽利略的猜想是，物体下落的快慢与物体的质量无关。
他假设物体做自由落体运动，其运动的速度与时间成正比。
3. 设计和实验：为了测量物体下落的速度和时间，伽利略设计了一个实验。
他测量了小球从相同高度下落的距离，并测量了小球下落的时间。
通过这些数据，他发现小球的运动速度与时间的平方成正比。
4. 结论和解释：伽利略得出结论，自由落体是一种匀加速运动，其速度每秒增加约32米。
这个结论与他的假设相符。
5. 推广和应用：伽利略将这个结论应用于其他类似的运动，如斜面运动和抛体运动。
这个过程体现了伽利略的科学方法论，包括提出假设、实验验证、逻辑推理、科学推理和科学应用。
伽利略的落体研究和斜面实验
伽利略的落体研究和斜面实验清华大学物理系郭奕玲沈慧君一、历史背景力学是物理学中发展最早的一个分支，它和人类的生活与生产联系最为密切。
早在遥远的古代，人们就在生产劳动中应用了杠杆、螺旋、滑轮、斜面等简单机械，从而促进了静力学的发展.古希腊时代，就已形成比重和重心的概念，出现杠杆原理；阿基米德(Archimedes），约公元前287-212）的浮力原理提出于公元前二百多年.我国古代的春秋战国时期，以《墨经》为代表作的墨家，总结了大量力学知识,例如:时间与空间的联系、运动的相对性、力的概念、杠杆平衡、斜面的应用以及滚动和惯性等现象的分析，涉及力学的许多部门。
虽然这些知识尚属力学科学的萌芽,但在力学发展史中应有一定的地位。
16世纪以后，由于航海、战争和工业生产的需要，力学的研究得到了真正的发展。
钟表工业促进了匀速运动的理论；水磨机械促进了摩擦和齿轮传动的研究；火炮的运用推动了抛射体的研究。
天体运行的规律提供了机械运动最纯粹、最精确的数据资料,使得人们有可能排除摩擦和空气阻力的干扰，得到规律性的认识。
天文学的发展为力学找到了一个最理想的“实验室”——天体。
但是，天文学的发展又和航海事业分不开，只有等到16、17世纪，这时资本主义生产方式开始兴起，海外贸易和对外扩张刺激了航海的发展,这才提出对天文作系统观测的迫切要求。
第谷·布拉赫(Tycho Brahe，1546-1601)顺应了这一要求，以毕生精力采集了大量观测数据，为开普勒（Johannes Kepler,1571—1630）的研究作了准备。
开普勒于1609年和1619年先后提出了行星运动的三条规律，即开普勒三定律。
与此同时，以伽利略（Galileo Galilei 1564—1642）为代表的物理学家对力学开展了广泛研究,得到了落体定律.伽利略的两部著作:《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632年)和《关于力学和运动两种新科学的谈话》（简称《两门新科学》（1638年），为力学的发展奠定了思想基础.随后，牛顿（Isaac Newton，1642—1727）把天体的运动规律和地面上的实验研究成果加以综合,进一步得到了力学的基本规律，建立了牛顿运动三定律和万有引力定律。
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
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伽利略研究落体运动规律的斜面实验包含的实验方法伽利略研究落体运动规律的斜面实验是他最具有影响力的实验之一。
该实验具体包含的实验方法如下：
1. 斜面的设计与搭建：伽利略使用具有均匀度量的斜面来进行实验。
他首先选择一块平整且没有明显不平的木板，然后使用锯子或其他工具将其削成斜坡的形状。
斜坡的一侧是水平地，另一侧则是一个倾斜的平面，通常使用角度均匀的三角板。
确保斜面的倾斜度较小，以避免产生不必要的摩擦力。
2. 实验装置的准备：实验装置包括一个斜面和一些重物，比如小球。
伽利略通常使用不同大小和材质的金属小球进行实验，以便观察它们的运动规律。
此外，还需要一个支撑装置来固定斜面，并确保它的稳定性。
3. 实验的进行：将小球放置在斜面的顶部，并稍微推动一下，使其开始滚动下坡。
在实验中，伽利略观察小球在斜坡上滚动的过程，并记录下滚动的时间、距离和速度等数据。
伽利略重复这个过程，使用不同大小和材质的小球，以验证他的理论。
4. 数据的记录与分析：在每次实验中，伽利略都要记录下小球在不同位置的时间和速度。
他使用一个水平的倾斜计来测量斜面的倾角，并使用一个钟表来测量滚动时间。
通过对这些数据进行整理和分析，伽利略发现了重要的规律。
5. 结果的总结与验证：通过观察实验数据，伽利略发现小球滚下斜面时加速度是恒定的，并且与小球的质量无关。
这条规律被称为“自由落体规律”，即所有物体在无空气阻力的情况下，下落时其加速度与物体的质量无关，只与所在位置的高度有关。
6. 实验结果的应用：伽利略的实验结果对后来的科学研究和工程应用有着深远的影响。
他的发现成为物理学的基石之一，为后来牛顿力学的诞生奠定了基础。
此外，伽利略的实验方法也为后来的科学家提供了重要的参考和借鉴。
总之，伽利略研究落体运动规律的斜面实验包含了斜面的设计与搭建、实验装置的准备、实验的进行、数据的记录与分析、结果的总结与验证以及实验结果的应用等多个步骤。
这些方法不仅帮助伽利略发现了重要的规律，也为后来的科学研究提供了重要的指导。