高一物理《伽利略對自由落體運動的研究》課件ppt

,歡迎進(jìn)入物理課堂,伽利略對自由落體運動的研究,他是誰？,他的全部作品有47部留存。他的著作包括天文學(xué)、動物學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)、倫理學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、修辭學(xué)、美學(xué)。,黑格爾：他是歷史上最多才、最淵博的科學(xué)天才之一，他是一個在歷史上無與倫比的人,名言：“吾愛吾師，吾更愛真理”,馬克思、恩格斯：古希臘著名的思想家和哲學(xué)家在西方被稱為“最博學(xué)的人”古代最偉大的思想家,這個觀點正確嗎？,思考：為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年？,一、綿延兩千年的錯誤,研究方法：觀察思考（直覺）,思考：亞里士多德為什么會有錯誤的認(rèn)識呢？,亞里士多德：物體下落的快慢由它們的重量決定,生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地,伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。愛因斯坦,伽利略物理學(xué)家、天文學(xué)家,德國著名物理學(xué)家玻恩說：“我榮獲1954年的諾貝爾獎，與其說是因為我所發(fā)表的著作里包括了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是因為那里面包括一個關(guān)于自然現(xiàn)象的新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！?伽利略已死去三百多年，他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學(xué)知識的長河中所占比例愈來愈小，但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學(xué)方法，卻不斷為后人所繼承、發(fā)揚，創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富。,伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的？,思考：,假設(shè)：重的物體下落得快,v12>8,v1=8,v2=4,4<v12<8,論證了亞里士多德的錯誤觀點:“重物比輕物下落得快”,正確結(jié)論：重物與輕物，下落得同樣快,伽利略運用邏輯推理的方法,二、邏輯的力量,世界著名的比薩斜塔實驗證明,物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān),研究方法：觀察邏輯推理實驗(對比實驗),伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難？,伽利略作出了大膽的科學(xué)猜想，猜想的內(nèi)容是什么？,沒有描述運動的概念,思考：,思考：,伽利略,三、猜想與假說,自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。物體下落速度是均勻變化的。,愛因斯坦有一句很著名的話：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決一個問題有時僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募记?，而提出新的問題、新的可能性、從新的角度去看舊的問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)上的真正進(jìn)步?！?隨時間均勻變？隨位移均勻變？,物體下落速度是均勻變化的。伽利略,三、猜想與假說,伽利略比他的前人更偉大，就在于他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法。在他之前，學(xué)者們總是通過思辨性的論戰(zhàn)來決定誰是誰非。,伽利略在實驗過程中遇到了怎樣的困難，他又是怎樣克服的？,思考：,若v00，且vt,必有xt2,3x1,5x1,困難一：速度無法直接測量突破：間接驗證,四、實驗驗證,四、實驗驗證,困難二：落體運動時間太短，無法準(zhǔn)確測量突破：“沖淡”重力，使其加速度減小,伽利略的實驗設(shè)計：“沖淡重力”,懷疑者在翻閱亞里士多德的書籍,助手利用自己的脈搏測時間,伽利略,一些貴族,實驗器材、過程實驗結(jié)論：_；_。,小球做勻加速運動,同斜面，質(zhì)量不同，加速度相同,四、實驗驗證,四、實驗驗證,質(zhì)量不同，同斜面。加速度相同；增大斜面傾角，加速度變大；質(zhì)量不同，加速度仍相同。,質(zhì)量不同小球同一斜面下落，加速度相同；增大斜面傾角，加速度變大；傾角很大，接近落體運動；傾角90，就是自由落體運動！,合理外推,后人在用伽利略的器材重復(fù)他的實驗時發(fā)現(xiàn)：銅球沿斜面滾下，如果斜面傾角超過5就很難準(zhǔn)確計時。伽利略把他的結(jié)論外推至90是需要很大勇氣的。后來，他的外推被試驗證實了。,為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到90需要很大的勇氣？,單純的邏輯推理和對有限事實的歸納都不會導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)；科學(xué)發(fā)現(xiàn)中最活躍的因素是猜想、假設(shè)與直覺。因為這個原因，對于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百分之百的把握。,思考：,自由落體運動是：v0=0的勻加速直線運動，且所有物體下落的加速度都相同。,結(jié)論：,觀察現(xiàn)象,科學(xué)研究過程的基本要素,五、伽利略的科學(xué)方法,提出假設(shè),運用邏輯得出推論,實驗驗證,修正推廣,現(xiàn)代研究落體運動的方法：1.用打點計時器2.用頻閃照片3.用光電計時器（測速計等）,超越伽利略,現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，可以對落體運動精確地“計時”、“定位”，直接研究落體運動的性質(zhì)。,十大最美麗物理實驗,對伽利略的審判,為了紀(jì)念伽利略的偉大貢獻(xiàn)，1993年4月8日，來自世界各地的科學(xué)家把木球、鋁球、塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時靜止釋放，用精密電子儀器和攝像機記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球幾乎同時以同一速度落地。,及時反饋P45.5,頻閃攝影是研究變速運動常用的手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一段時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是照片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。如圖是小球自由下落時的頻閃照片，頻閃儀每隔0.04秒閃光一次。如果要通過這幅照片測量自由落體加速度，可以采用哪幾種方法？試一試。照片中的數(shù)字是小球距起落點的距離。,1.如圖所示，在天花板下懸掛一長為l的木棍，在木棍下端的正下方h處有一觀察著，他看到木棍因懸線斷開而自由下落，求木棍通過觀察著P所經(jīng)歷的時間。,2.某物體甲從某一高度h1處自由落下，1s后從另一較低高度h2處自由落下另一物體乙。若從甲開始開始下落處算起，甲下落45m之后追上了乙，并且再經(jīng)過1s落地，則乙下落的時間是多少？（不計空氣阻力，g=10m/s2，兩物體運動路線平行）,2.某物體甲從某一高度h1處自由落下，1s后從另一較低高度h2處自由落下另一物體乙。若從甲開始開始下落處算起，甲下落45m之后追上了乙，并且再經(jīng)過1s落地，則乙下落的時間是多少？（不計空氣阻力，g=10m/s2，兩物體運動路線平行）,3.在軟繩兩端各拴一石塊，繩長3m，拿著上端石塊使它與橋面相平，放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊落水聲相差0.2s，問橋面距水面多高？（g=10m/s2）,12.8m,3.在軟繩兩端各拴一石塊，繩長3m，拿著上端石塊使它與橋面相平，放手讓兩石塊自由下落，測得二石塊落水聲相差0.2s，問橋面距水面多高？（g=10m/s2）,4.設(shè)宇航員在某行星上從高32m處自由釋放一重物，測得在下落最后1s內(nèi)所通過的距離為14m，則重物下落的時間是_，該星球的重力加速度大小為_。,4.設(shè)宇航員在某行星上從高32m處自由釋放一重物，測得在下落最后1s內(nèi)所通過的距離為14m，則重物下落的時間是_，該星球的重力加速度大小為_。,4s,4m/s2,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,