人教版物理必修一 第二章 5 伽利略对自由落体运动的研究.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，下列说法中正确的是(　　) ①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．①③　　 B．②④ C．只有② D．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/s 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 下落距离/m 0.000 0.036 0.469 0.957 1.447 x 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________