伽利略對自由落體運動的研究(課堂用).ppt

,伽利略對自由落體運動的研究,分析物體的（受力情況）,空氣中紙片下落,空氣中重物下落,真空中重物下落,f空氣阻力,f空氣阻力,空氣阻力f為零,G重力,G重力,G重力,歷史的回顧,亞里士多德通過對大量的物體自由下落的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落的快，即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位，且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗，這種論斷流傳了近2000年。,邏輯的力量,16世紀，意大利的科學(xué)家伽利略用佯謬的方法巧妙地推翻了這種觀點。 （并在比薩斜塔用實驗證明了這種觀點 ）,（問題）： 既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？ 伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點后，就開始研究落體運動的性質(zhì)。,伽利略的探索之路（知識=觀察+實驗+思考）,大膽的猜測：下落物體的速度是隨時間均勻增加的，即 則：測瞬時速度V與時間t成正比,困難一 瞬時速度無法準確測量,為了解決測量瞬時速度的困難，伽利略尋求間接驗證的途徑（思維的作用） 則：測下落的高度與時間t2成正比,沖淡重力,困難二 物體下落很快，很難測定不同位移的時間 （思維）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。,實驗驗證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù) 結(jié)果表示為： 伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個常數(shù)的隨著的增大而增大。,合理外推,困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后，怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律？ 合理外推：隨著的增大， 的數(shù)值在增大。當=900時，即物體豎直下落時，這個關(guān)系也應(yīng)該成立，這時的數(shù)值最大。,至此，他終于成功地驗證了原先的猜想，不但否定了亞里士多德的錯誤論斷，而且得到了物體下落的規(guī)律。 分析：伽利略的成功，不僅在與找到了落體運動的規(guī)律，更重要的是開辟了一條研究物理學(xué)的研究之路。,思考：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。,現(xiàn)在我們已經(jīng)有足夠的設(shè)備準確的驗證落體運動規(guī)律,超越伽利略,現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對落體運動精確地“計時”、“定位”，直接研究落體運動的性質(zhì)。 現(xiàn)代研究落體運動的方法 ： 1、“自由落體頻閃照片”求加速度 2 、用打點計時器研究紙帶求出加速度 3、其它方法（測速計等）,人們采用先進的實驗手段測得： 一切物體的自由落體的加速度都相同，這個加速度叫重力加速度，用g表示。通常的計算，g值取9.8m/s2,實