人教版高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 导学案

2.6伽利略对自由落体运动的研究【学习目标】1.了解伽利略研究落体运动的思路和方法.2.知道伽利略在运动学上的主要贡献.3.认识伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法.4.初步领会“提出假设、数学推理、实验验证和合理外推”的科学研究方法.【自主学习】1．绵延两千年的错误亚里士多德根据平常观察到的落体现象得出了结论：____________的物体比____________的物体下落得快，这一结论在其后两千年的时间里，被人们奉为经典。2．逻辑的力量（1）伽利略利用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断，得出了____________的结论，使亚里士多德的理论陷入了困境。（2）伽利略对落体现象提出了一种新的观点：重物与轻物下落得____________。3．伽利略的假说与实验验证（1）伽利略猜想落体运动是一种____________运动，这种运动的速度应该是____________变化的。（2）伽利略让小球从斜面的不同位置由静止滚下，得出小球滚下的_________与__________成正比，即速度均匀变化.当倾角等于90°，即物体竖直下落时，____________与____________仍成正比，即速度是均匀变化的，得到了落体运动的规律。4．伽利略的科学方法伽利略科学思想方法的核心是把____________和____________（包括数学推演）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展。探究一、如何认识亚里士多德的观点？探究二、如何认识伽利略的科学方法？探究三分析伽利略的研究方法1．下列哪一位科学家首先创造了一套把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学方法，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 A．B．C．D．【答案】C【解析】首先创造了把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学方法的科学家是意大利的科学家伽利略，不是亚里士多德、牛顿和阿基米德．故C正确．故选C.2．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列叙述错误的是A．伽利略认为，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快B．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C．伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量D．伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法【答案】B考点：伽利略对自由落体运动的研究【名师点睛】伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶。3．自由落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为（  ）A．1mB．5mC．10mD．不能确定【答案】C【解析】【详解】 根据△x=gt2=10×1=10m，知任何两个相邻1s内的位移增量为10m，故选C。【点睛】自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用．4．（多选）在研究物体的运动规律时，伽利略做出了巨大的贡献．他不仅首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，并且在研究自由落体运动的规律时，采用了将落体转化为“斜面”的实验方法，开创了近代物理实验的先河．关于“斜面“实验，下列说法正确的是（  ）A．伽利略用斜面实验验证了小球的运动速度与位移成正比B．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的平方成正比C．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于测量小球的运动时间D．伽利略开创了将抽象思维、数学推导和科学实验相结合的研究方法【答案】BCD5．（多选）伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，对这一过程的分析，下列叙述正确的是（）A．伽利略运用逻辑推理，认为重物与轻物下落得同样快B．伽利略通过甲图的实验，得出自由落体运动的位移与时间的平方成正比的结论C．丁图是经过合理的外推得到的结论D．丁图实验可“冲淡”重力的作用，更容易测时间【答案】AC 6．如图所示，直杆长，圆筒高为．直杆位于圆筒正上方处．直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒．试求（取）（1）由释放到直杆下端刚好开始进入圆筒时经历的时间；（2）直杆穿越圆筒所用的时间．【答案】（1）；（2）【解析】【分析】直杆从开始下落到其下端刚好进入圆筒，即下落位移为H，根据位移时间公式可求解；直杆从开始下落到其下端刚好穿出圆筒，根据位移时间公式可求解。【详解】（1）设直杆下端到达圆筒上方的时间为，有解得：（2）直杆上端离开圆筒下方时间为，有：解得由上式联解得：【点睛】 本题主要考查了自由落体运动的基本公式的直接应用，主要是搞清在不同的时间内直杆的位置，也可以借助于草图分析.