人教必修1全國(guó)通用版：第二章--2.6----伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究課件

1、6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究1.了解落體運(yùn)動(dòng)研究的史實(shí),了解邏輯推理的過程。2.理解任何猜想和假說要被認(rèn)可都需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。一二三一、綿延兩千年的錯(cuò)誤亞里士多德根據(jù)平常觀察到的落體現(xiàn)象得出結(jié)論:物體下落的快慢由它們的重量決定,即重的物體比輕的物體下落得快。這一結(jié)論在其后兩千年的時(shí)間里,被人們奉為經(jīng)典。一二三二、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程大膽的猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng),即下落物體的速度是隨著時(shí)間均勻增加的,即vt困難之一:瞬時(shí)速度不易測(cè)量解決方法:把注意力放在易測(cè)量的距離與時(shí)間的關(guān)系上,通過數(shù)學(xué)推理得出,從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,通過的位移一定與時(shí)間的二次方成正比,即

2、xt2困難之二:沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具解決方法:設(shè)計(jì)了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)。在同一個(gè)傾角的斜面上,小銅球滾下的位移總是與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的二次方成正比一二三困難之三:如何讓由斜面實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果說明落體運(yùn)動(dòng)也符合這個(gè)規(guī)律解決方法:伽利略認(rèn)為,比例常數(shù)是隨著傾角的增大而增大,當(dāng)傾角等于90,即物體豎直下落時(shí),這個(gè)關(guān)系也應(yīng)該成立,并且此時(shí)的比例常數(shù)最大,從而得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律伽利略的研究思路問題猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論一二三三、伽利略的科學(xué)方法伽利略科學(xué)思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來,從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。一二三一、伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究思路的

3、概括 一二三二、如何領(lǐng)會(huì)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究思想和方法伽利略提出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)勻變速運(yùn)動(dòng)。而在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量較短的時(shí)間有困難,伽利略就采用了間接驗(yàn)證的方法。1.運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)應(yīng)有vt。 2.(1)運(yùn)用斜面實(shí)驗(yàn)測(cè)出小球沿光滑斜面向下的運(yùn)動(dòng)符合xt2一二三三、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究給我們的啟示1.要善于觀察、勤于思考、勇于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。發(fā)現(xiàn)問題和提出問題對(duì)科學(xué)探究具有重要意義。如果沒有發(fā)現(xiàn)問題、不能提出問題,科學(xué)探究便無從談起。因此,發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是進(jìn)行科學(xué)探究的前提。發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的過程是極具創(chuàng)造性的過程,要想從平常

4、的、已經(jīng)習(xí)慣的事件中發(fā)現(xiàn)不平常的因素,這是很不容易的事,它比在現(xiàn)成的問題下尋求解決問題的方法更需要?jiǎng)?chuàng)造性思維。2.要合理地進(jìn)行猜想和假設(shè)。猜想不是胡猜亂想,猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),對(duì)問題中的事實(shí)尋求可能解釋的過程。盡管所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論,但對(duì)問題成因的猜想仍需要有一定的依據(jù):一是已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),二是科學(xué)事實(shí)。一二三推測(cè)和假設(shè)的根據(jù)是探究者自己的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)以及所探究問題的科學(xué)事實(shí)。推測(cè)和假設(shè)的結(jié)論必須是可檢驗(yàn)的,檢驗(yàn)的結(jié)果有兩種可能:一是支持假設(shè),即證實(shí);二是否定假設(shè),即證偽。一個(gè)無法檢驗(yàn)的陳述是沒有探究?jī)r(jià)值的,因而也就不是一個(gè)科學(xué)假設(shè)。猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的重要作用首先

5、在于它是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo),如果猜想與假設(shè)一旦能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持,它就可能發(fā)展成為科學(xué)結(jié)論。因此,猜想與假設(shè)能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向,指導(dǎo)探究沿預(yù)定目標(biāo)展開,避免探究的盲目性。一二三3.科學(xué)地制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。要根據(jù)確定的探究課題,設(shè)計(jì)科學(xué)的探究計(jì)劃和方案。探究計(jì)劃應(yīng)包括探究的課題、實(shí)驗(yàn)器材和資料的準(zhǔn)備、探究的程序和過程(包括觀察、實(shí)驗(yàn)、信息和數(shù)據(jù)的收集和處理)、通過怎樣的分析整理得出探究的結(jié)論,以及怎樣對(duì)探究過程進(jìn)行評(píng)估和反思等。在制定探究計(jì)劃時(shí),應(yīng)搞清物理學(xué)已有的研究成果。類型一類型二【例題1】 一些學(xué)者認(rèn)為,物體越重,下落越快。伽利略等物理學(xué)家否定了這種看法。(1)在一高塔頂端同時(shí)釋放

6、一片羽毛和一個(gè)玻璃球,玻璃球先于羽毛到達(dá)地面,這主要是因?yàn)?)A.它們的質(zhì)量不等B.它們的密度不等C.它們的材料不同D.它們所受的空氣阻力不等(2)在此塔頂端同時(shí)釋放大小相等的實(shí)心鐵球和空心鐵球,下列說法中正確的是()它們受到的空氣阻力不等它們的加速度相等它們落地的速度不等它們下落的時(shí)間相等A.B.C.只有D.只有類型一類型二點(diǎn)撥:羽毛下落時(shí)空氣阻力不能忽略,玻璃球和鐵球下落時(shí)空氣阻力可以忽略。解析:(1)玻璃球先于羽毛到達(dá)地面,這主要是因?yàn)橛鹈艿降目諝庾枇Υ?。正確選項(xiàng)為D。(2)大小相等的實(shí)心鐵球和空心鐵球受到的空氣阻力相等。在忽略空氣阻力的情況下,兩球均做自由落體運(yùn)動(dòng),它們的加速度相等。

7、因下落高度相等,故下落的時(shí)間相等,落地的速度相等。正確選項(xiàng)為B。答案:(1)D(2)B題后反思在空氣阻力很小且可以忽略的情況下,實(shí)心鐵球和空心鐵球均做自由落體運(yùn)動(dòng),下落的快慢程度相同。要拋棄亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn),不要認(rèn)為重物比輕物下落得快。類型一類型二【例題2】 (多選)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合,下圖可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程,對(duì)這一過程的分析,下列說法正確的是()A.其中的甲、乙、丙圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B.其中的丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,甲、乙、丙圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C.運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn),可“沖淡”重力的作用,使時(shí)間更容易測(cè)量D.運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn),可“放大”重力的作用,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯類型一類型二點(diǎn)撥:伽利略把斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推廣到豎直的情況,是他思維方法上的一種“升華”,這種方法被后人稱為“合理外推”。解析:甲、