伽利略對自由落體運動的研究

1、,,第6節(jié) 伽利略對自由落體運動的研究,學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解伽利略研究自由落體運動的科學(xué)方法，巧妙地實驗構(gòu)思（2）了解伽利略研究自由落體運動的探究歷史（3）通過學(xué)習(xí)伽利略多自由落體運動的研究，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于探究、堅持真理的高尚情操,,亞里士多德: 通過對大量的物體自由下落的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落的快，即“重快輕慢”。 由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位，且該結(jié)論符合

2、生活經(jīng)驗，這種論斷流傳了近2000年。,,歷史回顧,一、伽利略通過觀察現(xiàn)象提出疑問,二、邏輯的力量,A 理論:假設(shè)亞里士多德正確（重的物體下落得快）,,?,矛盾！,結(jié)論2：如果把大石頭和小石頭捆在一起，獨自下落慢的小石頭就會拖慢獨自下落快的大石頭，最終其下落速度比大石頭慢。,結(jié)論1：如果把大石頭和小石頭捆在一起，其所受的重力一定比其中任一石塊大，其下落速度比任一石塊快。,,這兩個結(jié)論能同時成立嗎？,（說明了什么？）,16世紀(jì)意大利的科學(xué)

3、家伽利略推翻了這種觀點,三、實驗驗證,B 實驗：比薩斜塔實驗,伽利略還在比薩斜塔做過落體實驗：在塔頂，他同時釋放兩個鉛球，一個輕，一個重，最后兩個鉛球同時落地。這個實驗有力地反駁了亞里士多德的觀點。,輕重不同的物體下落一樣快,,毛錢管實驗：【結(jié)論】在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢與質(zhì)量無關(guān)。,問題：既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點后，就開始研究落體運動的性質(zhì)。,

4、四、伽利略的猜想與假說,伽利略的探索之路,大膽的猜測：下落物體的速度是隨時間均勻增加的，即瞬時速度V與時間t成正比。 要驗證這個結(jié)論存在著以下幾個難點。,,,沖淡重力,困難二 物體下落很快，很難測定不同位移的時間（思維）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。,,,,實驗驗證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表示為： 伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面

5、的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個常數(shù)的隨著θ的增大而增大。,,合理外推：隨著傾角的增大， 的數(shù)值在增大。當(dāng)θ=900時，即物體豎直下落時，這個關(guān)系也應(yīng)該成立，這時 最大。,困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后，怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律？,合理外推,至此，他終于成功地驗證了原先的猜想，不但否定了亞里士多德的錯誤論斷，而且得到了落體的規(guī)律。分析：伽利略的成功，不僅在于找到了落體運動的規(guī)律，更重要的是開辟

6、了一條研究物理學(xué)的研究之路?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有足夠的設(shè)備準(zhǔn)確的驗證落體運動規(guī)律,超越伽利略,現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備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)?，F(xiàn)代研究落體運動的方法 ：1、“自由落體頻閃照片”求加速度2 、用打點計時器研究紙帶求出加速度3、其它方法（測速計等）,人們采用先進(jìn)的實驗手段測得：一切物體的自由落體的加速度都相同，這個加速度叫重力加速度，用g表示。通常

7、的計算，g值取9.8m/s2,實際意義 ：當(dāng)物體所受空氣阻力比物體本身重力小得多時，即f<<G時。從靜止開始的豎直下落運動，可以按自由落體運動處理。,對現(xiàn)象的一般觀察,提出假設(shè),運用邏輯（包括數(shù)學(xué)）得出推論,通過實驗對推論進(jìn)行檢驗,對假說進(jìn)行修正和推廣,,,,,,伽利略的科學(xué)方法,伽里略已死去三百多年，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)