2.6《伽利略对自由落体运动的研究》PPT课件1
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2.6伽利略对自由落体运动的研究课件.ppt
当时没有记录物体运动的数码相机13优秀课件南阳一中物理组南阳一中物理组20119伽利略巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点从而提出了自由落体是一种最简单的变速运动速度应该是均匀变化的观点这种方法在科学研究中叫a数学推演b实验验证c猜想与假说d逻辑推理14优秀课件南阳一中物理组南阳一中物理组20119例5科学探究活动通常包括以下环节
“冲淡重力”实验结论： 小球沿斜面的运动是匀 加速直线运动。且斜面 倾斜角越大，小球加速 度越大。
19
优秀课件南阳一中物理组
知识
观察
实验
思考
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
时间单位 1 距离单位 32
2
3
4
5
6
7
8
130 298 526 824 1192 1600 2104
2、伽利略的猜想： v∝x（最后否定了） v∝t
3
优秀课件南阳一中物理组
三、伽利略猜想的实验验证
1、伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度 解决方案：改测位移与时间的关系
（从静止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2）
4
优秀课件南阳一中物理组
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
“冲淡重力”
6
优秀课南件阳南一阳中一物中理物组理组2011.9
三、伽利略猜想的实验验证
1、伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度 解决方案：改测位移与时间的关系（从静
止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2） 困难之二：没有准确的计时工具 解决方案：“冲淡重力”的斜面实验
2、合理外推：当斜面的倾角为90 0 ，小球的运 动就是自由落体运动了。
“冲淡重力”实验结论： 小球沿斜面的运动是匀 加速直线运动。且斜面 倾斜角越大，小球加速 度越大。
19
优秀课件南阳一中物理组
知识
观察
实验
思考
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
时间单位 1 距离单位 32
2
3
4
5
6
7
8
130 298 526 824 1192 1600 2104
2、伽利略的猜想： v∝x（最后否定了） v∝t
3
优秀课件南阳一中物理组
三、伽利略猜想的实验验证
1、伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度 解决方案：改测位移与时间的关系
（从静止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2）
4
优秀课件南阳一中物理组
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
“冲淡重力”
6
优秀课南件阳南一阳中一物中理物组理组2011.9
三、伽利略猜想的实验验证
1、伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度 解决方案：改测位移与时间的关系（从静
止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2） 困难之二：没有准确的计时工具 解决方案：“冲淡重力”的斜面实验
2、合理外推：当斜面的倾角为90 0 ，小球的运 动就是自由落体运动了。
高中物理课件-2.6伽利略对自由落体运动的研究
第6节 伽利略对自由落体的研究
丰城中学 熊文杰
他的全部作品有47部留存。
他
是 谁？
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。
黑格尔：他是历史上最多才、最渊博的科学天 才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……
马克思、恩格斯： 古希腊著名的思想家和哲学家 在西方被称为“最博学的人” 古代最伟大的思想家
说
伽利略
三
物体下落速度
猜 想
是均匀变化的。
与
假
说
随时间均匀变？ 随位移均匀变？
伽利略
思考： 伽利略在实验过程
中遇到了怎样的困难， 他又是怎样克服的？
四
困难一：速度无法直接测量
突破：
且
vt
证
必有 x t 2
v0 0
t1 x1 t1 3xx21
t1 5xx31
四
困难二：
世界著名的比 萨斜塔实验证明
物体下落快慢 与轻重无关
研究方法：
观察—逻辑推理 ——实验（对比实验）
五
科学研究过程的基本要素
伽
利
略
的
科
提出 假设
学 观察
方 现象
法
修正 推广
实验 验证
运用逻辑 得出推论
超 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”， 越 可以对落体运动精确地“计时”、“定位”， 伽 直接研究落体运动的性质。 利 现代研究落体运动的方法 ： 略 1、用打点计时器
四
实 验 验 证 质量不同,同斜面,加速度相同
增大斜面倾角,加速度变大; 质量不同,加速度仍相同
丰城中学 熊文杰
他的全部作品有47部留存。
他
是 谁？
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。
黑格尔：他是历史上最多才、最渊博的科学天 才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……
马克思、恩格斯： 古希腊著名的思想家和哲学家 在西方被称为“最博学的人” 古代最伟大的思想家
说
伽利略
三
物体下落速度
猜 想
是均匀变化的。
与
假
说
随时间均匀变？ 随位移均匀变？
伽利略
思考： 伽利略在实验过程
中遇到了怎样的困难， 他又是怎样克服的？
四
困难一：速度无法直接测量
突破：
且
vt
证
必有 x t 2
v0 0
t1 x1 t1 3xx21
t1 5xx31
四
困难二：
世界著名的比 萨斜塔实验证明
物体下落快慢 与轻重无关
研究方法：
观察—逻辑推理 ——实验（对比实验）
五
科学研究过程的基本要素
伽
利
略
的
科
提出 假设
学 观察
方 现象
法
修正 推广
实验 验证
运用逻辑 得出推论
超 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”， 越 可以对落体运动精确地“计时”、“定位”， 伽 直接研究落体运动的性质。 利 现代研究落体运动的方法 ： 略 1、用打点计时器
四
实 验 验 证 质量不同,同斜面,加速度相同
增大斜面倾角,加速度变大; 质量不同,加速度仍相同
伽利略对自由落体运动的研究PPT
d 5 d 2 7.6 cm/s 6.5 2≈9.17 m/s2, 3T 2 3 0.02 2 a3= a1 a2 a3 10 9.17 10 cm/s2=10 m/s2.
我们用逐差法来求重力加速度的测量值:根据表中的数据，可得纸带上相邻两点间 的距离依次为d1=6.0 cm,d2=12.5 cm-6.0 cm=6.5 cm,d3=19.3 cm-12.5 cm=6.8 cm,d4=26.5 cm-19.3 cm=7.2 cm，d5=34.1 cm-26.5 cm=7.6 cm,d6=42.1 cm-34.1 cm=8.0 cm. 可得重锤下落的加速度为: d 4 d1 7.2 6.0 2 2 2 a1= cm/s 3T 3 0.0 2 2 =10 m/s ,
为了测量重锤下落的加速度的数值，上述仪器中必须有的是 (填字母 代号),实验是通过研究重锤做 运动来测量重锤下落的加速度的. 把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，当重锤自由下落时，打点 计时器在纸带上打出一系列的点.取连续清晰的7个点，用刻度尺测出第2、3、 4、5、6、7各点与第1点的距离d，如下表所示:
伽利略对自由落体运动的研究,开创了研究自然规律的科学方法——抽象思 维、数学推导和科学实验相结合,这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自 然科学最基本的研究方法.它不但标志着物理学的真正开端,也有力地推进 了人类科学认识的发展,近代科学研究的大门从此打开. 5. 逐差法求解重力加速度问题. 例实验室备有下列仪器 A. 长度为1 m、分度值为毫米的刻度尺; B. 长度为1 m、分度值为分米的刻度尺; C. 秒表; D. 打点计时器; E. 低压交流电源(50 Hz) F. 低压直流电源 G. 天平
4. 通过间接验证的方法,得出自由落体运动是匀变速运动. (1) 运用数学推理的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2. (2) 斜面实验:①运用斜面实验通过数学计算得出小球沿光滑斜面向下的运动 符合x∝t2. ②不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动,xt2的值不变,说明它们运动的情况 相同. ③不断增大斜面倾角,得出xt2的值随之增大,说明小球做匀变速直线运动的加 速度随倾角的增大而增大. ④将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落,认为 小球仍会保持匀速直线运动的性质. (3) 自由落体太快,当时用滴水计时无法解决,他想到利用斜面上物体的运动来 “冲淡”重力.
伽利略对自由落体运动的研究.ppt
很好玩的悖论
祖父悖论 如果你回到过去，把自己的祖父干掉，那么 你就不会出生，也就不会有“回到过去干掉 你祖父的那个你”存在，也就是你的祖父不 会被干掉，那么你就会出生，你就能回到过 去干掉那个悲剧的祖父……
2.6 伽利略对自由落体运动的 研究
自由落体运动
知识回顾：
物体只在重力作用下从静止开始下落的
运动。
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运
动。
自由落体运动的加速度都是g=9.8m/s2，
方向总是竖直向下。
物理学的起源
有一个基本问题 ，几千年来都因 为它太复杂而含 糊不清，这就是 运动问题
时间单位 距离单位
1 32
2 130
3 298
4 526
5 824
6 1192
7 1600
8 2104
结果表示为：
s1 s2 s3 2 2 常数 2 t1 t2 t3
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。
合理外推(理想实验)
如果斜面倾角增大到900，小球仍然能保 持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落 时的加速度都是一样的！
二、逻辑的力量(发现问题)
伽利略用佯谬的方法 巧妙地推翻了这种观 点
V1=8 V1=8
V2=4
4<v12<8
V12>8
修正和推广
如果完全排除空气阻力，那么， 所有物体下落都将一样快。
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
猜想与假说：
2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。 3、它的速度应该是均匀变化的。
跨越时空的对话
2.6伽利略对自由落体运动的研究.ppt
§2.6 伽利略对自由落体运动的研究
他 是 谁？
亚里士多德（Aristotle ）： 古希腊学者，前384～前322。 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。
恩格斯称他是“最博学的人”。 名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”
②位移比例（连续相等时间）
1T内、2T内、3T内…的位移之比：x1 : x2 : x3 :: xn = 1: 22 : 32 :: n2
第一个T内，第二个T内，第三个T内： xⅠ: xⅡ : xⅢ :: xN = 1：3：5：：2N 1
③时间比例（连续相等位移）
通过前x、前2x、前3x…时间比： t1 : t2 : t3 :: tN =1: 2 : 3 :: N
猜
随时间均匀变？
想
随位移均匀变？
与
假
自然界是简单的，自然
说 界的规律也是简单的。速度
应该是均匀变化的。
——伽利略
伽利略 1564—1642
如果你们是伽利略的话，你们准备用什么 实 验 仪器来验证物体自由落体的瞬时速度和时间 验 的正比关系？
证
利用打点计时器
频闪相片
高速摄影机
我滴…现在没这些 技术呀，怎搞啊？
亚里士多德 前384～前322
生活中的现象
我滴…还是重 的物体下落的快！
跨越时空的对话
重的快！
亚里士多德 前384～前322
一样快！你错 了两千年了！
伽利略 1564—1642
逻辑的力量
v2=4 v1=8
4<V1-2<8
V1-2>8
他 是 谁？
亚里士多德（Aristotle ）： 古希腊学者，前384～前322。 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。
恩格斯称他是“最博学的人”。 名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”
②位移比例（连续相等时间）
1T内、2T内、3T内…的位移之比：x1 : x2 : x3 :: xn = 1: 22 : 32 :: n2
第一个T内，第二个T内，第三个T内： xⅠ: xⅡ : xⅢ :: xN = 1：3：5：：2N 1
③时间比例（连续相等位移）
通过前x、前2x、前3x…时间比： t1 : t2 : t3 :: tN =1: 2 : 3 :: N
猜
随时间均匀变？
想
随位移均匀变？
与
假
自然界是简单的，自然
说 界的规律也是简单的。速度
应该是均匀变化的。
——伽利略
伽利略 1564—1642
如果你们是伽利略的话，你们准备用什么 实 验 仪器来验证物体自由落体的瞬时速度和时间 验 的正比关系？
证
利用打点计时器
频闪相片
高速摄影机
我滴…现在没这些 技术呀，怎搞啊？
亚里士多德 前384～前322
生活中的现象
我滴…还是重 的物体下落的快！
跨越时空的对话
重的快！
亚里士多德 前384～前322
一样快！你错 了两千年了！
伽利略 1564—1642
逻辑的力量
v2=4 v1=8
4<V1-2<8
V1-2>8
人教版高中物理必修一课件：2.6伽利略对自由落体运动的研究+(共11张PPT)
数学推理：匀变速运动符合x∝t2。
实验验证：由斜面运动外推到自由落体运动。
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
图2-6-1
(5).合理外推
伽利略将上述结果做了合理外推，把斜面倾角增大到90°的情 况，这时小球将自由下落，成为自由落体运动，伽利略认为，这时 小球仍然会保持匀加速运动的性质，而且所有物体下落时的加速度 都是一样的！
(6).伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许多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，或者说给出了 科学研究过程的基本要素。
的时间，就可以验证这个物体是否在做匀变速运动。
实验验证：自由落体下落时间太短，当时用实验直接验证有困难，
伽利略采用了间接验证方法。他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚
下，做了上百次实验。小球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时
小得多，所以时间容易测出。
实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，
【评析】科学研究方法的基本要素按发生顺序排列， 体现了科学研究的思路、过程，是科学研究成败的关 键，学习科学方法的同时，一定要领会科学方法的思 路和本质。
怎样领会伽利略的研究方法
⑴运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢 的论断。
⑵提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动的假说。 ⑶由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接 验证的方法： ①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。 ②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运 动。 ③不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，x/t２的值不变，说明它们运动的 情况相同。 ④不断增大斜面倾角，得出x/t2的值随之增大，说明小球做匀变速直线运动的 加速度随倾角的增大而增大。 ⑤将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落，认为 小球仍会保持匀变速直线运动的性质。 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法——抽象思 维、数学推导和科学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自 然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类 科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开，并且对我们科学素质的培养仍 有重要的现实意义。
实验验证：由斜面运动外推到自由落体运动。
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
图2-6-1
(5).合理外推
伽利略将上述结果做了合理外推，把斜面倾角增大到90°的情 况，这时小球将自由下落，成为自由落体运动，伽利略认为，这时 小球仍然会保持匀加速运动的性质，而且所有物体下落时的加速度 都是一样的！
(6).伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许多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，或者说给出了 科学研究过程的基本要素。
的时间，就可以验证这个物体是否在做匀变速运动。
实验验证：自由落体下落时间太短，当时用实验直接验证有困难，
伽利略采用了间接验证方法。他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚
下，做了上百次实验。小球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时
小得多，所以时间容易测出。
实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，
【评析】科学研究方法的基本要素按发生顺序排列， 体现了科学研究的思路、过程，是科学研究成败的关 键，学习科学方法的同时，一定要领会科学方法的思 路和本质。
怎样领会伽利略的研究方法
⑴运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢 的论断。
⑵提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动的假说。 ⑶由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接 验证的方法： ①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。 ②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运 动。 ③不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，x/t２的值不变，说明它们运动的 情况相同。 ④不断增大斜面倾角，得出x/t2的值随之增大，说明小球做匀变速直线运动的 加速度随倾角的增大而增大。 ⑤将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落，认为 小球仍会保持匀变速直线运动的性质。 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法——抽象思 维、数学推导和科学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自 然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类 科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开，并且对我们科学素质的培养仍 有重要的现实意义。