2.4 自由落体运动 课件PPT-高中物理人教版必修第一册

第二章匀变速直线运动的研究 亚里士多德(Aristotle，前384—前322)对“重快轻慢”的讨论生活中，常看到物体从高处下落的运动。如熟透的苹果从树上坠落，树叶或纸片飘然落下，似乎重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。你对他的观点产生过怀疑吗？公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据对上述类似现象的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落快。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。 小实验：比较硬币和纸片的下落取一枚硬币和一张与硬币大小相同的纸片，让它们同时从同一高度由静止释放，你观察到了什么？将纸片揉成纸团，让它与硬币从同一高度释放，你又观察到了什么？通过实验你认为造成“重快轻慢”的真正原因可能是什么？动手操作 伽利略对亚里士多德的挑战16世纪末，意大利物理学家伽利略对亚里士多德论断提出了疑问。他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此做出了评论，并对落体运动进行了系统研究。伽利略(GalileoGalilei，1564—1642)让我们跟随伽利略的思路一起来探究！ 逻辑的力量发现问题：落体佯谬 “重快轻慢”的原因及支持证据伽利略通过逻辑推理的方法指出了亚里士多德观点的自相矛盾之处。那么又如何解释生活中观察到的重的物体比轻的物体下落得快呢？通过活动，我们知道这是由于空气阻力的影响造成的。伽利略指出：“如果完全排除空气的阻力，轻重不同的物体将下落得同样快。”在真空实验室里人们用闪光照相的方法对羽毛和苹果的下落进行研究，证实了这一观点。 实验——排除空气阻力的影响牛顿管实验 1971年美国宇航员大卫·斯科特在月球上将一把锤子和一根羽毛同时释放，观察到它们同时落到月球表面。月球上的落体实验 思考：伽利略在研究落体运动时首先遇到了什么困难？伽利略是怎么做的？他作出了怎样的大胆科学猜想？ 猜想与假说伽利略物体下落速度是均匀变化的。速度与位移成正比假设一假设二速度与时间成正比 思考：伽俐略在实验过程中遇到了怎样的困难？他又是怎样克服的？ 时间速度困难一：瞬时速度无法直接测量突破：运用数学逻辑，得到推论 困难二：落体运动时间太短，无法准确测量突破：“冲淡”重力，使其加速度减小 实验设计：伽利略斜面实验铜壶漏滴 怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍助手利用自己的脉搏测时间一些贵族伽利略斜面实验数据手稿伽利略实验验证 小球的运动是匀加速直线运动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实验结论 困难三：伽利略用斜面实验验证了x∝t2关系后,怎么用这个结果来说明落体运动也符合这个规律呢？ 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→倾角900,就是自由落体运动！合理外推 伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了落体运动的规律。 伽利略的科学方法 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。现代研究落体运动的方法：1、用打点计时器超越伽利略 2、用频闪照片3、用光电计时器（测速计等）超越伽利略 课后作业：伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题。写一篇短文，谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题。