第2.1节 伽利略对落体运动的研究（学生版） 2024-2025学年高一物理同步学与练（沪科版2020上海必修第一册）.pdf

第二章匀变速直线运动

第2.1伽利略对落体运动的研究

①知道人类对落体运动研究的历史；

课程标准

②知道伽利略研究落体运动的基本方法和重要贡献。

物理观念：理解自由落体运动的特点和规律

科学思维：通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力

物理素养

科学探究：培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神

科学态度与责任：培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风

一、伽利略研究自由落体

1.历史回顾：亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；

所用的方法：观察+直觉。

2.逻辑的力量：否定亚里士多德的观点

3.猜想与假设

伽利略相信：a．自然界是简单的，自然界的规律也是简单的；

b．落体运动一定是一种最简单的变速运动．它的速度应该是均匀变化的。

假设：v∝t，即v=kt

4.实验验证

困难：自由物体下落很快，时间难以精确测量。

解决办法：用斜面实验“冲淡重力”，进行外推。

伽利略用铜球从阻力很小的斜面的不同位置由静止下落，铜球运动速度较小，所以时间比较容易测出。

实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，小球的位置与时间的平方比不变，

xxx

即1=2=3=...=C，换用不同质量的小球，不同倾角的斜面，重复实验，结论不变。

222

ttt

123

即下落位移相同情况下，时间不变，与物体重力无关；

x

v==Ct，即速度随时间均匀增加，验证了v=kt的设想。

t

5.合理外推（外推法）

如果斜面倾角增大到90°，即自由落体，所有物体下落时的加速度都是一样的！

伽利略成功验证了自己的猜想，得到了自由落体运动的规律。

6.伽利略科学方法

伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。

7.比萨斜塔实验：物体下落速度的原因

伽利略从比萨斜塔上同时释放两个重量不同的铅球，同时落地，从而验证：轻重物体下落一样快。

但生活中石块比羽毛下落快也是事实，是因为空气对石块和羽毛的阻力不一样。

真空管实验和宇航员在月球表面实验都证实了在真空中没有空气阻力，金属小球和羽毛下落一样快。

例1.伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上

由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、

B、C滚下，使A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分

别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3，则下列关系式中正确并且

是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是（）

vvvsssvvv

123123123

A．==B．==C．==D．s3﹣s2=s2﹣s1

222

222tttttt

123123

【考点01】伽利略斜面实验

1.伽利略做了两个光滑斜面实验：

实验一：减小右侧斜面倾角，如果没有阻力，小球水平面上物体一直运动，即物体运动不需要力维持。

实验二：斜面外推得到自由落体规律。

实验一实验二

2.区别实验