人教版高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 课件PPT

5伽利略对自由落体运动的研究1．了解伽利略对自由落体运动的研究过程，体会其科学实验与推理的过程．2．领会伽利略在研究中所使用的科学方法．3．进一步明确自由落体运动的性质和条件． 同样快变速均匀位移所用的时间匀加速直线相同增大匀变速直线 提出假设得出推论实验对推论假说修正和推广实验逻辑推理(包括数学推演) 一、绵延两千年的错误1．亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的．这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，人们一直信奉他的学说．2．亚里士多德是世界历史上了不起的大人物，在科学界有着很大贡献，他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步探索．我们应这样看待亚里士多德的观点：第一，是人类迈出的第一步，有很大的进步性；第二，是错误的；第三，统治了两千年．二、逻辑的力量1638年，伽利略对亚里士多德的观点提出了质疑．伽利略认为，如果重物比轻物下落得快，那么，把重物和轻物拴在一起，重物速度会被轻物拖着而减小，轻物速度则会被重物拖着而增大，拴在一起时对应的下落速度应小于单个重物的下落速度；从另一角度看，重物和轻物拴在一起，总重力增加了，那么对应的下落速度应比单个重物大．伽利略从亚里士多德的理论出发，推出了两个矛盾的结论．由此，伽利略认为只有一种可能性：重物和轻物应该下落得同样快. 2．(1)伽利略的科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑(包括数学)得出推论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广．(2)伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)完美地结合起来．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程()A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论 【解析】伽利略的研究方法是：①对现象的一般观察，提出问题；②提出假设；③运用逻辑(包括数学)得出结论；④通过实验对推论进行检验；⑤对假说进行修正和推广．【答案】C 伽利略以前的学者认为，物体越重，下落越快．伽利略等一些物理学家否定了这种看法．(1)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为()A．它们的质量不等B．它们的密度不等C．它们的材料不同D．它们所受的空气阻力不等(2)在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球，空气阻力可忽略不计，下列说法中正确的是()①若考虑空气阻力，它们受到的空气阻力不等 ②它们的加速度相等 ③它们落地的速度不等 ④它们下落的时间相等A．①③B．②④C．只有②D．只有③ 【答案】(1)D(2)B【解析】羽毛下落时空气阻力不能忽略，玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略．(1)玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为羽毛受到的空气阻力大的缘故．正确选项为D.(2)大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，它们的加速度相等．因下落高度相等，故下落的时间相等，落地的速度相等．正确选项为B. 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．当时没有记录物体运动的数码相机【解析】在当时的实验条件下，不能测出下落物体的瞬时速度，使实验无法进行，故B正确．【答案】B 科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定计划、收集证据、评估交流等．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：A．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与运动速度有关．B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设．C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单个“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，下图甲是对应的x－t图线；然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的v－t图线，如图乙中图线1、2、3、4、5所示．D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设． 时间/s0.00.40.81.21.62.0下落距离/m0.0000.0360.4690.9571.447x回答下列问题：(1)与上述过程中A、B步骤相应的科学探究环节分别是____________________、_________________________.(2)图甲中的AB段反映了运动物体在做________运动，表中x处的值为________．(3)图乙中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做________运动，最后“小纸杯”做________运动．(4)比较图乙中的图线1和5，指出在1.0～1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：________________________________________________________ 【解析】(1)A、B步骤相应的科学探究环节分别是：作出假设，搜集证据．(2)从x－t图象可以看出AB段是向上倾斜的直线，所以是匀速直线运动，此匀速直线运动将一直保持到纸杯落地．由于从1.2s～1.6s和1.6s～2.0s两个时间段相等(都是0.4s)，故两段下落的高度相等，x＝1.447m＋(1.447－0.957)m＝1.937m.(3)在开始阶段，加速度逐渐减小，最后减为零．故开始先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动．(4)由图可以看出，在1.0～1.5s内图线1表示速度不再变化，图线5表示速度在增加． 【答案】(1)作出假设 搜集证据(2)匀速1.937(3)加速度逐渐减小的加速 匀速(4)图线1反映速度不随时间变化(或图线1反映纸杯做匀速运动)，图线5反映速度随时间继续增大(或图线5反映纸杯依然在做加速度逐渐减小的加速运动)．