【物理】2.6伽利略對自由落體運(yùn)動的研究課件人教版必修11

1、第二章第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究勻變速直線運(yùn)動的研究對對“重快輕慢重快輕慢”的討論的討論 生活中，?？吹轿矬w從高處下落的運(yùn)動。如熟生活中，?？吹轿矬w從高處下落的運(yùn)動。如熟透的蘋果從樹上墜落，樹葉或紙片飄然落下，透的蘋果從樹上墜落，樹葉或紙片飄然落下，似乎重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。似乎重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。 你對他的觀點(diǎn)產(chǎn)生過懷疑嗎？你對他的觀點(diǎn)產(chǎn)生過懷疑嗎？ 公元前公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)對上述類似現(xiàn)象的里士多德根據(jù)對上述類似現(xiàn)象的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落快。他這一論斷比輕的物體下落快。

2、他這一論斷符合人們的常識，以至于其后兩符合人們的常識，以至于其后兩千年時間里，大家都奉為經(jīng)典。千年時間里，大家都奉為經(jīng)典。 小實(shí)驗(yàn)：比較硬幣和紙片的下落小實(shí)驗(yàn)：比較硬幣和紙片的下落 取一枚硬幣和一張與硬幣大小相同的取一枚硬幣和一張與硬幣大小相同的紙片，讓它們同時從同一高度由靜止紙片，讓它們同時從同一高度由靜止釋放，你觀察到了什么？釋放，你觀察到了什么？ 將紙片揉成紙團(tuán)，讓它與硬幣從同一將紙片揉成紙團(tuán)，讓它與硬幣從同一高度釋放，你又觀察到了什么？高度釋放，你又觀察到了什么？ 通過實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為造成通過實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為造成“重快輕慢重快輕慢”的的真正原因可能是什么？真正原因可能是什么？動手操作動手操作伽利略

3、對亞里士多德的挑戰(zhàn)伽利略對亞里士多德的挑戰(zhàn) 16世紀(jì)末，意大利物理學(xué)家伽世紀(jì)末，意大利物理學(xué)家伽利略對亞里士多德論斷提出了利略對亞里士多德論斷提出了疑問。他在疑問。他在1638年出版的年出版的兩兩種新科學(xué)的對話種新科學(xué)的對話一書中對此一書中對此做出了評論，并對落體運(yùn)動進(jìn)做出了評論，并對落體運(yùn)動進(jìn)行了系統(tǒng)研究。行了系統(tǒng)研究。 讓我們跟隨伽利略的思路一起來探究！讓我們跟隨伽利略的思路一起來探究！發(fā)現(xiàn)問題：落體佯謬發(fā)現(xiàn)問題：落體佯謬“重快輕慢重快輕慢”的原因及支持證據(jù)的原因及支持證據(jù) 伽利略通過邏輯推理的方法指出了亞里士多伽利略通過邏輯推理的方法指出了亞里士多德觀點(diǎn)的自相矛盾之處。德觀點(diǎn)的自相矛盾之

4、處。 那么又如何解釋生活中觀察到的重的物體比那么又如何解釋生活中觀察到的重的物體比輕的物體下落得快呢？通過活動，我們知道輕的物體下落得快呢？通過活動，我們知道這是由于空氣阻力的影響造成的。這是由于空氣阻力的影響造成的。 伽利略指出：伽利略指出：“如果完全排除空氣的阻力，如果完全排除空氣的阻力，輕重不同的物體將下落得同樣快。輕重不同的物體將下落得同樣快?！痹谡婵赵谡婵諏?shí)驗(yàn)室里人們用閃光照相的方法對羽毛和蘋實(shí)驗(yàn)室里人們用閃光照相的方法對羽毛和蘋果的下落進(jìn)行研究，證實(shí)了這一觀點(diǎn)。果的下落進(jìn)行研究，證實(shí)了這一觀點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)排除空氣阻力的影響排除空氣阻力的影響牛頓管實(shí)驗(yàn)牛頓管實(shí)驗(yàn) 1971 1971年

5、美國宇航員大衛(wèi)年美國宇航員大衛(wèi)斯科特在月球上將斯科特在月球上將一把錘子和一根羽毛同時釋放，觀察到它們同一把錘子和一根羽毛同時釋放，觀察到它們同時落到月球表面。時落到月球表面。 月球上的落體實(shí)驗(yàn)月球上的落體實(shí)驗(yàn)思考：思考：伽利略在研究落體運(yùn)動時首先伽利略在研究落體運(yùn)動時首先遇到了什么困難？伽利略是怎么遇到了什么困難？伽利略是怎么做的？他作出了怎樣的大膽科學(xué)做的？他作出了怎樣的大膽科學(xué)猜想？猜想？猜猜想想與與假假說說速度與位移成正比速度與位移成正比假設(shè)一假設(shè)一假設(shè)二假設(shè)二速度與時間成正比速度與時間成正比xv tv 思考：思考：伽俐略在實(shí)驗(yàn)過程中遇伽俐略在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了怎樣的困難？他又是怎到了怎樣

6、的困難？他又是怎樣克服的？樣克服的？時間時間速度速度 困難一困難一：瞬時：瞬時速度無法直接測量速度無法直接測量 突破：突破： 運(yùn)用數(shù)學(xué)邏輯，得到推論運(yùn)用數(shù)學(xué)邏輯，得到推論tv 2tx 困難二困難二：落體運(yùn)動時間太短，無法準(zhǔn)確測量落體運(yùn)動時間太短，無法準(zhǔn)確測量 突破：突破： “沖淡沖淡”重力，使其加速度減小重力，使其加速度減小實(shí)驗(yàn)設(shè)計：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)銅壺漏滴銅壺漏滴 伽利略斜面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)手稿伽利略斜面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)手稿實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證證 小球的運(yùn)動是小球的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動 質(zhì)量不同質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加速度小球同一斜面下落，加速度相同相同 增大斜面傾角，加速

7、度變大增大斜面傾角，加速度變大實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)論論 困難三困難三：伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了：伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了xt2關(guān)系后關(guān)系后,怎么用這個結(jié)果來說明落體運(yùn)動怎么用這個結(jié)果來說明落體運(yùn)動也符合這個規(guī)律呢？也符合這個規(guī)律呢？ 質(zhì)量不同質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加速度相小球同一斜面下落，加速度相同同 增大斜面傾角，加速度變大增大斜面傾角，加速度變大 傾角很大，接近落體運(yùn)動傾角很大，接近落體運(yùn)動 傾角傾角900,就是自由落體運(yùn)動！就是自由落體運(yùn)動！合合理理外外推推 伽利略成功驗(yàn)證了自己的猜伽利略成功驗(yàn)證了自己的猜想，不僅徹底否定了亞里士多德想，不僅徹底否定了亞里士多德關(guān)于落體運(yùn)動的錯誤論斷，而且關(guān)于落體運(yùn)動的錯誤論斷，而且得到了落體運(yùn)動的規(guī)律。得到了落體運(yùn)動的規(guī)律。 現(xiàn)在我們不必用斜面來現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力沖淡重力”，可以對落體運(yùn)動精確地可以對落體運(yùn)動精確地“計時計時”、“定定位位”，直接研究落體運(yùn)動的性質(zhì)。，直接研究落體運(yùn)動的性質(zhì)。 現(xiàn)代研究落體運(yùn)動的方法現(xiàn)代研究落體運(yùn)動的方法 ： 1、用打點(diǎn)計時器、用打點(diǎn)計時器超超越越伽伽利利略略 2 、用頻閃照片、用頻閃照