2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 课件PPT

对自由落体运动的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0的匀加速直线运动。1.定义：2.实质：3.匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动（初速度=0，加速度a=g，g=9.8m/s2或10m/s2)相关公式 伽利略对自由落体运动的研究第二章第六节 他是位伟大的哲学家，他的著作经过阿拉伯的途径传入西方，成为神秘的异端；他的著作被翻译成了拉丁语，其中有他写过的《动物学》《行而上学》《物理学》1225年，巴黎大学正式把他的著作列为必读书籍；他的哲学比柏拉图的哲学更合乎科学，但与文艺复兴时期的新知识相抵触，在许多年代中阻碍着科学思想的解放。他认为运动都是需要不断施加力量的。 亚里士多德(Aristotle，前384—322) 1564年2月5日生于比萨，当时文艺复兴已基本完成；青年时期他非常信仰亚里士多德，后任教于比萨和帕多瓦大学，他的墓志铭上写着“他失明了，因为自然界已经没有剩下什么他没有看过的东西了。”他首先发明了温度计，他还发明了望远镜用来观测天空，支持日心说；他相信自然界的规律是简单的，在落体运动中有着深刻的研究。1633年，被罗马宗教判刑入狱；1638年出版了《两种新科学的对话》。 伽利略(GalileoGalilei，1564—1642) 伽利略和亚里士多德生活常识：重的物体往往比轻的物体先落地亚里士多德：通过观察大量事实，物体下落的快慢由它们的重量决定——重物比轻物下落快。伽利略：物体下落的速度与质量无关，重物和轻物下落一样快。 重的快！一样快！亚里士多德(Aristotle，前384—322)伽利略(GalileoGalilei，1564—1642) 思考：伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？ 一、逻辑的力量若：重的物体下落得快 一、逻辑的力量若：重的物体下落得快 发现问题：重的物体比轻的物体下落的慢，这与亚里士多德的观点“重物比轻物下落的快”互相矛盾了这使亚里士多德的理论陷入了困境，为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能：重物和轻物下落得一样快。 伽利略首先遇到的困难没有描述运动的概念突破：首先建立了描述运动所需的概念。如：平均速度、瞬时速度以及加速度等，就是伽利略首先建立起来的。 二、猜想与假设伽利略认为自然界是简单的，一切运动都以最简单的秩序进行的。猜想落体运动一定是一种最简单的变速运动，他的速度应该是均匀变化的。假设一速度与位移成正比V=kX假设二速度与时间成正比V=kt 思考：伽利略很快就推翻了一个假设，思考他很快推翻的假设是哪一个？为什么？ 三、数学推理VX位移-速度图像斜率代表的意义是什么？ 思考讨论：伽利略要做一个怎样的实验，要证明什么？伽利略在实验中有可能遇到什么样的困难？ 困难一：速度无法直接测量突破：间接验证若v0＝0,且必有t1x1t1x2t1x33x15x12txµ三、数学推理 困难二：落体运动时间太短，无法准确测量突破：“冲淡”重力，使其加速度减小运动,时间变长容易测量。 伽利略的实验设计：“冲淡重力” 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伽利略一些贵族四、实验验证 1.可以得到滚动长度和时间的平方成正比（小球做匀加速运动）2.相同高度释放不同质量小球，滚落时间相同（同斜面，质量不同，加速度相同）3.倾角增大，滚动时间减小（倾角增大，加速度变大）四、实验验证 五合理外推1.质量不同小球同一斜面下落，加速度相同2.增大斜面倾角，加速度变大3.倾角很大，接近落体运动→倾角900就是自由落体运动！ 为什么说伽利略把他的结论外推到90需要很大的勇气？后人在用伽利略的器材重复他的实验时发现：铜球沿斜面滚下，如果斜面倾角超过5就很难准确计时。伽利略把他的结论外推至90是需要很大勇气的。这也告诉我们：单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会导致新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、假设与直觉。因为这个原因，对于新发现的规律不能有百分之百的把握。思考： 六、修正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 七、得出结论自由落体运动是:v0＝0的匀加速直线运动，且所有物体下落的加速度都相同。 数学推理猜想与假设发现问题实验验证修正和推广伽利略的科学方法得出结论落体运动?v∝tx∝t2小球在斜面上运动实验外推至落体运动自由落体运动的实质 伽利略发现的自由落体规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了比自由落体规律高出千百倍的财富。 真正的物理学开始了…… 。。。。。。 谢谢大家再见！ 课堂练习：1．在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动．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B 2．伽利略认为初速度为零的匀加速运动速度与位移及时间的关系是（）A．速度与位移成正比B．速度与位移的二次方成正比C．速度与时间成正比D．速度与时间的二次方成正比3．伽利略用实验验证v∝t的最大困难是（）A.不能很准确地测定下落的距离B.不能测出下落物体的瞬时速度C.当时没有测量时间的仪器D.伽利略的数学知识太少CB