高中物理--伽利略对自由落体运动的研究 (2)
2021高中物理每日一题之快乐暑假第18天伽利略对自由落体运动的研究(含解析)新人教版
2021高中物理每日一题之快乐暑假第18天伽利略对自由落体运动的研究（含解析）新人教版考纲要求：Ⅰ难易程度：★★☆☆☆伽利略学科思想方法的核心是A ．逻辑推理和实验验证相结合B ．猜想和假设相结合C ．理想模型D ．实验验证【参考答案】A【试题解析】伽利略斜面实验的杰出之处不是实验本身，而是实验所使用的专门的方法：在实验的基础上，进行理想化推理。
伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）结合起来，选A 。
【知识补给】伽利略对自由落体运动的研究1．质疑：对亚里士多德提出的落体规律（重物体下落得快、轻物体下落得慢）的怀疑。
2．归谬：在重物体和轻物体间系线。
重物体和轻物体作为整体更重，应该下落得更快；重物体比轻物体下落得快，则轻物体与重物体相互拖拉，使整体下落的速度比重物体慢，比轻物体快。
两者产生矛盾。
3．猜想：重物体与轻物体下落得一样快，自由落体运动与质量无关，是匀变速直线运动。
4．数学推理：初速度为零的匀变速直线运动中位移与时刻的关系为x ∝t 25．实验验证：由于当时测量极短时刻专门困难，伽利略采纳了间接验证的方法，即斜面实验。
（1）当斜面倾角一定时，判定x ∝t 2是否成立；（2）改变小球的质量，判定x ∝t 2是否成立；（3）增大斜面的倾角，2x t 随之增大，说明小球的加速度增大。
6．合理外推：斜面倾角为90°时，小球将做自由落体运动，则自由落体运动确实是匀变速直线运动。
在物理学进展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是A ．焦耳B ．伽利略C ．牛顿D ．安培关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B．伽利略猜想运动速度与下落时刻成正比，并直截了当用实验进行了验证C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时刻的平方成正比D．伽利略用小球在斜面上运动验证了运动速度与位移成正比伽利略是意大利伟大的科学家，他奠定了现代科学的基础，他的思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐的结合起来，依照此种方法伽利略发觉的规律有A．质量是物体惯性大小的量度B．惯性定律C．自由落体运动是一种匀变速运动D．重的物体比轻的物体下落的快伽利略曾说过：“科学是在不断改变思维角度的探究中前进的”。
高中物理-伽利略对落体运动的研究 自由落体运动的规律学案
高中物理-伽利略对落体运动的研究自由落体运动的规律学案1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法．2.知道自由落体运动的概念，掌握自由落体运动的规律及特点．(重点、难点)3．理解自由落体的加速度，知道重力加速度的测量方法．一、伽利略对自由落体运动的研究二、自由落体的速度1．自由落体运动(1)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动．(2)性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．(3)条件：物体只受重力作用，初速度等于零．1．在空中运动的物体，若忽略空气阻力对它的影响，它做的一定是自由落体运动吗？提示：不一定．自由落体运动有两个条件，除了只受重力作用外，初速度要求必须为零．2．自由落体的加速度(1)大小：g＝9.8 m/s2.(2)方向：竖直向下．3．速度表达式：v t＝gt.三、自由落体运动的位移1．位移公式：h＝12gt2.2．速度与位移的关系：v2t＝2gh.四、测定重力加速度的大小1．用做自由落体运动的小球的频闪照片和自由落体的位移公式可以测算出重力加速度的大小．2．地球上，同一地点的重力加速度的值是相等的，在不同的地点，g的大小是不同的．2．根据漫画(如图所示)讨论：他们采用了什么方法测量洞的深度？提示：他们采用的是自由落体运动规律，通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深．正确认识伽利略对落体运动的研究[学生用书P18] 1．正确认识亚里士多德的观点亚里士多德是世界历史上了不起的人物，对科学有很大贡献．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：①是人类在落体运动研究上迈出的第一步，有很大进步性；②是错误的；③统治了两千年．2．如何认识伽利略的科学方法(1)伽利略第一次把实验与逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合了起来，打开了近代科学的大门，以前的学者只注重思辨，不注重实验．尊重事实，敢于质疑权威是创新的必备素质．伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题，其中有观察、有猜想、有实验、有逻辑推理(包括数学推演)，他的方法为后人所采用，创造了科学的奇迹．(2)伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究物理规律的科学方法——抽象思维、数学推导与科学实验相结合，这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开．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．它们的形状不同C．它们的材料不同D．它们所受的空气阻力与重力的比值不等(2)在此塔顶端同时释放大小不等的实心铁球，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．①③B．②④C．只有② D．只有③[思路点拨] 解此题要注意两点：(1)羽毛下落过程中空气阻力不能忽略．(2)玻璃球和铁球下落过程中空气阻力可以忽略．[解析] (1)玻璃球和铁球下落时与重力相比空气阻力可以忽略．羽毛下落得比玻璃球慢，是因为羽毛受到的空气阻力影响大，羽毛下落时与重力相比空气阻力不能忽略．(2)在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，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．[答案] (1)D (2)B1.让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落，它们的重力均远大于各自受到的阻力，则( )A．下落的全过程，它们的平均速度相等B．若将两者捆绑在一起，让它们由静止下落，则比木块单独下落时快C．若将两者捆绑在一起，让它们由静止下落，则比石块单独下落时快D．下落过程中，石块始终在木块的下方解析：选A.若物体在下落过程中所受的空气阻力远小于自身重力，我们就可以忽略空气阻力对物体下落速度的影响，这时石块与木块都做自由落体运动．将两物体从同一高度同时由静止释放，在下落过程中两物体总是在同一高度，也会同时落地，所以两物体在下落全过程的平均速度相等，所以选项A是正确的，而选项D是错误的．选项B和C进行推理的前提是错误的，即认为重物体比轻物体下落得快，所以选项B、C都是错误的．正确理解自由落体运动[学生用书P18]1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用．2．自由落体运动是一种理想化的运动模型在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当做自由落体运动来处理．3．自由落体运动的实质初速度为零、加速度a＝g的匀加速直线运动．4．重力加速度(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的． (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关．(3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的．关于自由落体运动，下列说法中正确的是( ) A ．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动 B ．物体做自由落体运动时不受任何外力作用 C ．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动 D ．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动[解析] 自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力．不考虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动．故A 、B 错误；被运动员推出去的铅球具有水平初速度，不满足自由落体运动的条件，C 错误；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故D 正确．[答案] D2.(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A ．自由落体运动是一种匀速直线运动B ．重力加速度的方向总是竖直向下C ．物体的质量越大，下落时加速度就越大D ．当地重力加速度为9.8 m/s 2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s 答案：BD自由落体运动的规律[学生用书P19]1．自由落体运动的基本公式匀变速直线运动规律――→特例自由落体运动规律⎩⎪⎨⎪⎧v ＝v 0＋at x ＝v 0t ＋12at 2v 2－v 2＝2ax ――→v 0＝0a ＝g ⎩⎪⎨⎪⎧v ＝gt h ＝12gt 2v 2＝2gh2．匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动．从离地面80 m 的空中自由落下的一个小球，取g ＝10 m/s 2，求： (1)经过多长时间小球落到地面上？(2)自开始下落计时，在最后1 s内的位移．(3)下落一半高度时的速度．[思路点拨] 小球释放后做自由落体运动，根据自由落体运动的规律，选择合适的公式进行计算．[解析] (1)由h＝12gt2可得：t＝2hg＝2×8010s＝4 s.(2)根据题意有h1＝h－12g(t－1)2解得h1＝35 m.(3)由v2＝2g·h 2得v＝gh＝10×80 m/s≈28.28 m/s.[答案] (1)4 s (2)35 m (3)28.28 m/s应用自由落体运动的规律时，应先确定研究对象，选定研究过程，明确物体的运动情况，结合自由落体运动规律进行求解．上题中，小球从静止开始下落的第1秒内，第2秒内的位移之比是多少？第1秒末、第2秒末的速度之比呢？解析：由h＝12gt2知，第1秒内的位移s 1＝12gt2＝12×10×1 m＝5 m第2秒内的位移s2＝12g(2)2－12g(1)2＝15 m故s1∶s2＝1∶3.由v＝gt知，第1秒末的速度v1＝gt＝10×1 m/s＝10 m/s 第2秒末的速度v2＝gt′＝10×2 m/s＝20 m/s v1∶v2＝1∶2.答案：1∶31∶23.用图示的方法可以测出一个人的反应时间，甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方，乙同学在直尺下端刻度a的地方做捏住直尺的准备，但手没有碰直尺．当乙同学看到甲同学放开直尺时，立即握住直尺，结果乙同学握住直尺的刻度为b，已知重力加速度为g，则乙同学的反应时间为( )A．2agB．2bgC．2（a－b）gD．2（b－a）g解析：选C.甲同学松手时直尺做自由落体运动，由题知道直尺下落的高度为h＝a－b，设下落时间为t，则由h＝12gt2得t＝2（a－b）g，故选C.利用自由落体运动测重力加速度[学生用书P19]1．打点计时器(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹．(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用h n－h n－1＝gT2求出重力加速度的大小．2．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置．(2)根据Δh是否是恒量判断自由落体运动是否为匀变速直线运动；根据Δh＝gT2求出重力加速度g值．3．滴水法(1)让水滴一滴滴落到正下方的盘子里，调节阀门，直到清晰听到每一滴水滴撞击盘子的声音．(2)记录下N滴水滴下落的总时间为T，则一滴水滴下落时间t＝T N .(3)用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为h，利用h＝12gt2计算出重力加速度的值．某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g，得到如图乙所示的一段纸带，他每两个点取一个计数点(已知交流电频率为50 Hz)，测得AB＝7.65 cm，BC＝9.17 cm，则打B 点时重物的瞬时速度为________m/s，测得的自由落体加速度g＝________m/s2，它比真实值偏________(选填“大”或“小”)．(结果均保留两位有效数字)[解析] v B＝hACtAC＝2.1 m/s，由h BC－h AB＝gt2可得g＝9.5 m/s2，比真实值偏小．[答案] 2.1 9.5 小4.登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由下落的小球拍照，所拍的闪光照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则月球表面的重力加速度为________m/s2(保留两位有效数字)．解析：由O到F，每两个相邻位置间的距离依次记为x1、x2、x3、x4、x5、x6，根据逐差法有，小球的加速度为a＝（x6＋x5＋x4）－（x3＋x2＋x1）9T2，其中T＝0.05 s，x6＋x5＋x4＝7.20 cm－1.80 cm＝5.40 cm，x1＋x2＋x3＝1.80 cm，代入数据得a＝1.6 m/s2.答案：1.6[随堂检测][学生用书P20]1．(多选)伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是( )A．其中的甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B．其中的丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显解析：选AC.甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，运用甲图的实验，可以“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量．2．下列关于自由落体运动的说法，正确是( )A．初速度为零的竖直向下的运动就是自由落体运动B．只在重力作用下的竖直向下的运动就是自由落体运动C．在月球上做铁球与羽毛自由下落的实验，两者下落一样快D．雨滴下落的过程可看做自由落体运动解析：选C.初速度为零，只受重力作用的运动是自由落体运动，A、B错误；在月球上铁球与羽毛自由下落时不受空气阻力，即做自由落体运动，两者下落一样快，C正确；雨滴下落的过程所受空气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴的速度增大到一定值时，阻力与重力相比不可忽略，不能认为是自由落体运动，D错误．3.“自由落体”演示实验过程中当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是( )A．时间相同，加速度相同B．时间相同，加速度不同C．时间不同，加速度相同D．时间不同，加速度不同解析：选A.轻重不同的物体在真空管中，不受阻力，做自由落体运动．所以加速度相同，都为g.高度相同，根据h＝12gt2知运动时间相同．故A正确，B、C、D错误．故选A.4．一个自由下落的物体，到达地面的速度是30 m/s，取g＝10 m/s2，求：(1)物体落到地面用了多长时间；(2)这个物体开始下落的高度．解析：(1)由v＝gt得物体下落的时间t＝vg＝3010s＝3 s.(2)由v2＝2gh得物体下落的高度h＝v22g＝3022×10m＝45 m.答案：(1)3 s (2)45 m[课时作业][学生用书P97(单独成册)] 一、单项选择题1．在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义．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：选C.伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑——重物与轻物捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想——下落的运动是最简单的运动，速度与时间成正比；数学推理——如果v∝t则有h∝t2；实验验证——设计出斜面实验并进行研究，得出在光滑斜面上滑下的物体规律h∝t2；合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2推广到落体运动，从探究的过程看，应选C.2．下面关于自由落体运动的说法正确的是( )A．自由落体运动就是初速度为零的运动B．自由落体运动就是加速度为g的运动C．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的运动D．自由落体运动就是速度与时间成正比的运动解析：选C.自由落体就是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，这两个条件必须同时达到．而速度和时间成正比的运动为初速度为零的匀加速运动，不一定就是自由落体运动．3．甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们从同一点由静止开始同时下落，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A．甲比乙先着地B．甲比乙加速度大C．甲与乙着地的速度不同D．下落过程中，两者在任意时刻离地的高度相同解析：选D.在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，因而两物体下落过程中的运动规律完全相同．4．做自由落体运动的物体运动的时间取决于( )A．物体的重力B．物体下落的高度C．物体的速度D．物体的加速度解析：选B.由位移时间关系式h＝12gt2，得t＝2hg，所以自由落体时间由下落的高度决定．5．唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1米，则水落到地面的速度约为(设初速度为零)( )A．100 m/s B．140 m/sC．200 m/s D．2 000 m/s解析：选B.下落高度h＝1 000 m，由v2＝2gh得v＝140 m/s，B项正确．6．甲、乙两物体所受的重力之比为1∶2，甲、乙两物体所在的位置高度之比为2∶1，它们各自做自由落体运动，则( )A．落地时的速度之比是2∶1B．落地时的速度之比是1∶1C．下落过程中的加速度之比是1∶2D．下落过程中的加速度之比是2∶1解析：选A.由v2＝2gh得v＝2gh，落地时的速度之比为2∶1，物体做自由落体运动时，加速度都相同，等于重力加速度．二、多项选择题7．关于重力加速度的说法，正确的是( )A．在比萨斜塔同时由静止释放一大一小两个金属球，二者同时着地，说明二者运动的加速度相同，这个加速度就是当地的重力加速度B．地球上各处的重力加速度g值都相同C．济南的重力加速度为9.8 m/s2，说明在济南做自由下落运动的物体，每经过1 s速度增加9.8 m/sD．黑龙江和广州的重力加速度都竖直向下，两者的方向相同解析：选AC.在比萨斜塔释放的金属球，受到的空气阻力远远小于球的重力，可以认为金属球做自由落体运动，故球运动的加速度为当地重力加速度，因下落的高度和运动时间相同，所以二者的加速度相同，选项A正确．地球上各处的重力加速度的大小一般不同，方向也不同，故B、D错．8．有一直升机停在200 m高的空中静止不动，有一乘客从窗口由静止每隔1 s释放一个钢球，则关于钢球在空中的排列情况，下列说法正确的是( )A．相邻钢球间距离相等B．越靠近地面，相邻钢球间的距离越大C．在落地前，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大D．早释放的钢球落地时的速度大解析：选BC.由v∝t知，下落时间越长速度越大，由h∝t2知，下落的时间越长，下落的高度越大，又因为物体运动的速度越大，相等时间内发生的位移越大，所以越靠近地面，球间距离越大，又因为球从同样高度释放，释放先后不同，落地先后不同，但空中运动时间相等，落地速度相同．9．为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由下落至地面(不计空气阻力，重力加速度为已知)，测出下列哪个物理量就可以计算出楼房的高度( )A．石块下落到地面的总时间B．石块落地前瞬间的速度C．石块下落第1 s内的位移D．石块通过最后1 m位移所用的时间解析：选ABD.由公式h＝12gt2可知，选项A正确；根据v2＝2gh可知，选项B正确；根据h＝12gt2知只测出第1 s内的位移，不能计算出总高度，选项C错误；根据h＝12gt2和(h－1)m＝12g(t－t′)2可知，选项D正确．10.如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1、h2、h3，其中h1∶h2∶h3＝3∶2∶1.若先后顺次释放a、b、c三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则( )A．三者到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1B．三者运动时间之比为3∶2∶1C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D．三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比解析：选AC.由v2＝2gh，得v＝2gh，故v1∶v2∶v3＝3∶2∶1，A对；由t＝2h g得三者运动时间之比为：t1∶t2∶t3＝3∶2∶1，B错；b与a开始下落时间差Δt1＝(3－2)2h3 g ，c与b开始下落时间差Δt2＝(2－1)2h3g，故C对；加速度与重力及质量无关，都等于重力加速度，D错．三、非选择题11．(1)如今，我们可以采取多种方法对落体运动进行研究，也可以利用多种手段对落体运动的加速度，即重力加速度进行测量，如：DIS实验法、频闪照相法、滴水法、单摆法等．滴水法测重力加速度的过程是这样的，让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头．测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h，即可算出重力加速度，其计算公式为________．了解了这个方法，你可以尝试在课余时间完成对本地重力加速度的测量．(2)设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s，声速为340 m/s，则下列选项正确的是________．A．水龙头距人耳的距离至少为34 mB．水龙头距盘子的距离至少为34 mC．水龙头距人耳的距离至少为0.05 mD．水龙头距盘子的距离至少为0.05 m解析：(1)听到n次水滴响声，该时间间隔为(n－1)个，则一滴水滴从高为h处下落的时间为：t0＝tn－1，由自由落体公式：h＝12gt2得g ＝2h t 20＝2h ⎝ ⎛⎭⎪⎫t n －12＝2（n －1）2ht 2.(2)只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1 s ，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关(只要人耳能够听到声音)．在0.1 s 内，水滴下落的距离h ′＝12gt ′2＝12×10×0.12 m ＝0.05 m所以，水龙头距盘子的距离只要超过0.05 m 就行． 答案：(1)g ＝2（n －1）2ht 2(2)D12．屋檐每隔一定的时间滴下一滴水，当第五滴水正欲滴下时，第一滴水刚好落到地面，而第三滴水与第二滴水分别位于高1 m 的窗子的上、下沿，如图所示，g 取10 m/s 2，求：(1)此屋檐离地面多高？ (2)滴水的时间间隔是多少？解析：设屋檐离地面高为H ，滴水间隔为T 由h ＝12gt 2得第二滴水的位移h 2＝12g (3T )2①第三滴水的位移h 3＝12g (2T )2② 且h 2－h 3＝1 m③由①②③式解得T ＝0.2 s 则屋檐高H ＝12g (4T )2＝3.2 m.答案：(1)3.2 m (2)0.2 s。
高一物理伽利略对自由落体运动的研究2
2
实验次数
3
4
5
第一次 实验
小球位移 份数
s t
2
第二次 实验
小球位移 份数
s t
2
“冲淡重力”实验结论： 小球沿斜面的运动是匀 加速直线运动。且斜面 倾斜角越，小球加速 度越大。
分析推理
如果斜面倾角增大到九十度，小 球仍然做匀加速直线运动，且加 速度最大。
结
论
自由落体运动仍保持 匀加速直线运动的性质， 而且所有物体下落的加 速度都一样。
伽里略已死去三百多年，他所发现的自由落体规律在物理学知识的 长河中所占比例愈来愈小，但他研究问题所创造的一套科学方法， 却不断为后人所继承、发扬，创造了比自由落体规律高出千百倍的 财富。
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有什么打算……皇权是天。天要变，下界小民能怎么办呢？明远怎么也不传个信回来！莫非是忘了么？ 第壹卷 第974章 再战半天等不到接话茬儿的人，没想到竟然是雅思琦接了她的话茬儿，于是淑清终于获得了壹个继续扩大战果、挑起纷争的 机会：“我们也没有聊什么，就是觉得难得见年妹妹壹面，很是稀奇，不知道妹妹今天怎么来晚了，难道又是因为服侍爷吗？姐姐倒不是担心 妹妹请安来晚了，只是担心爷的早朝要被耽搁了。”虽然当着雅思琦的面，淑清的言语终于委婉了不少，但是雅思琦当然立即就听出来了李姐 姐的弦外之音。她当然知道冰凝今天来得并不晚，可是她已经决定了，从此以后，她再也不会偏心偏向任何壹个人，因为冰凝令她太失望了！ 连这么壹个貌似心思纯净、心高气傲、不屑争宠的人都这么狠狠地伤害她，无情地剥夺她的颜面，她还能相信谁？壹朝被蛇咬，十年怕井绳， 雅思琦再也不会对任何人给予义气用事的同情心，因为对别人同情越多，就是对自己伤害越多！被冰凝揭了脸面伤了心的雅思琦，此时暗暗地 自我安慰：自己现在的所作所为并不是蓄意打击报复天仙妹妹，自己只是尽壹个嫡福晋的职责，管理好后院诸人，免除爷的后顾之忧而已。于 是她抬眼看了看冰凝，才慢慢地说道：“噢，你们在说这个呀。早朝误没误，爷当然心里最有数。不过，妹妹服侍爷是应该应分的，有妹妹替 姐姐们尽心尽力，咱们都能踏踏实实地睡个懒觉，躲了清闲享了福呢。那个，冰凝妹妹，姐姐就代表所有的姐姐们，好好感谢感谢你。”雅思 琦的表态让众人糊里糊涂，摸不太清楚她的真实意思，这是真的感谢年妹妹，还是存心在说反话？既然搞不清楚，于是众人都步调壹致地暗自 决定：先看看情况再说，切不可轻举妄动。别的人没有反应无所谓，冰凝必须有反应。毕竟这是从雅思琦口里说出来的话，还是冠冕堂皇的对 她的感谢，虽然是话里有话、含沙射影，但是如果她也像其它人那样无动于衷，就是对雅思琦的失敬失礼之举。于是冰凝赶快起身，向福晋姐 姐行了壹个礼才开口说道：“姐姐这么说，妹妹实在是不敢当。以前都是姐姐们尽心尽力、受苦受累地服侍爷，相反，壹直躲了清闲倒是妹妹， 实在是惭愧。因此这个服侍不值当姐姐说什么感谢，全是妹妹应该应份的事情。”冰凝这番诚恳之语在当前心情极度恶劣的雅思琦听来格外的 刺耳。什么叫以前都是姐姐们尽心尽力服侍爷？她这是在嘲笑她们这些姐姐们现在都已经年老色衰，徐娘半老，理所当然地应该赶快给她这个 年轻貌美的妹妹让路的时候了？你不过也就是仗着有个当川陕总督的二哥罢了，还是壹个吃里扒外的奴才！爷这是迫不得已，没有办法才宠幸 了你。不过就是区区的三次宠幸，你还就真是不知道天高地厚，不知道自己姓甚名谁了！第壹卷 第612章 追礼在对生辰礼的无限期盼与憧憬 之中，在对来自怡然居的焦急等待之中，他忐忑不安、坐立不宁，于是迫不急待地想要把她曾经送给他
伽利略对自由落体运动的研究(2)
真正的物理学开始了……
阅读本课内容及课本P51“从 伽利略的一生看科学与社会”
讨论
学完了这一课， 你觉得有什么想法 和收获？
实验数据记录
响声次数
2
实验次数
3
4
5
第一次 实验
小球位移 份数
x/t2
小球位移 份数
第二次 实验
x/t2
伽利略的科学方法
外推至 落体运动 对假说修 正和推广
x∝ t 2
对推论 进行检验
落体 运动? 提出假设
逻辑(数学) 得出推论
小球在斜面 上运动实验
对现象的 一般观察
v∝ t
伽利略科学思想的成就
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。
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方 法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标 志着物理学的真正开端。 ——爱因斯坦
常州市田家炳实验中学高一物理备课组
跨越时空的对话
重的快！
一样快！
伽利略 (GalileoGalilei，1564—1642)
亚里士多德 (Aristotle，前384—322)
逻辑的力量
伽利略认为： 重物与轻 物应该下落得 同样快。
v2=4 v1=8 4<v12<8 v12>8
传说中的比萨斜塔实验
伽利略的探究过程
观察现象
提出问题
猜想与假设
假设：1、v∝t
伽利略相信：
2、v∝x
1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。
2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。 3、它的速度应该是均匀变化的。
运用逻辑得到推论
若初速v0=0，v∝t
高一物理《伽利略对自由落体运动的研究》教案
诚西郊市崇武区沿街学校伽利略对自由落体运动的研究一、课标要求：1、教学重点：通过重现重大发现的历史过程，让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验，学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。
2、教学难点：〔1〕当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证；〔2〕引导学生在实验过程中怎样进展合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。
3、课时安排：1课时二、教材分析：本节内容属于普通高中物理课程标准中一一共同必须模块Ⅰ的内容，是以往教材所没有的。
学生在学习本节课内容之前，已经学习了自由落体运动的定义和利用打点计时器打出的纸带来验证“自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动〞。
新教材专辟这一节，并无重复之嫌。
目的是让学生深化体会到在当时实验设备不准确的条件下伽利略如何提出问题，遇到什么问题，如何打破困难，使学生身临其境，领悟其科学精神，物理思想和研究方法，对进步学生的科学素养具有重要的意义。
三、设计思路：全面有趣地展示这段科学历史，让学生融入其中去体会伽利略的科学研究方法！四、教学目的：〔一〕教学目的：1、理解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法；〔二〕过程和方法：1、经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；〔三〕情感目的：1、激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，擅长观察考虑，知难不退的优秀品质；五、教学过程：〔一〕复习旧知，引出新课1、教师：我们在上一节课已经学习了自由落体运动知道：〔1〕定义？〔物体只在重力作用下从静止开始下落的运动〕〔2〕本质？〔初速度为0的匀加速直线运动〕2、教师指出：纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻物下落得快〞。
这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。
这个观点的推翻其实也是一段有趣的历史！(二)逻辑推理-伽利略的思想！先假设亚里士多德的观点是对的。
那么设大石头下落的速度为8，小石头下落的速度为4，捆在一起，大石头被小石头拖着会变慢，系统速度应小于8；但总重量比大石头还重，故系统速度应小于8，自相矛盾。
伽利略对自由落体运动的研究
伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究（精选2篇）伽利略对自由落体运动的研究篇1一、知识与技能了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色，理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
二、过程与方法通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法。
三、情感、态度与价值观通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观。
★教学重点了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法。
★教学难点“观念－思考－推理－猜想－验证” 是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考。
★教学方法教师启发、引导，学生阅读教材，讨论、交流。
★教学过程一、引入新课我们已经学习了自由落体运动，知道了物体下落的快慢与物体的质量无关。
这一正确认识却经历了曲折而又漫长的历史过程。
这节课我们就来学习有关的史实知识，了解科学家是怎样研究落体运动的。
二、进行新课1、历史的错误：关于下落物体快慢课件展示：《亚氏观点》教师活动：引导学生阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢？学生活动：思考问题，交流体会。
得出错误认识的根源：不注意探索事物的本质，思考不求甚解。
2、伽利略的逻辑推理教师活动：引导学生阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
点评：培养学生语言表达能力，培养学生逻辑推理能力。
课件展示：《逻辑的力量》3、猜想与假说教师活动：引导学生阅读教材“猜想与假说”部分，提出问题：伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难？面对这些困难，伽利略是怎样做的？他作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么？学生活动：带着问题阅读教材，阐述自己的观点。
点评：培养学生语言表达能力，培养学生分析概括能力。
伽利略对自由落体运动的研究 (2)
• 分析：伽利略的成功，不仅在与找到了落体 运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物 理学的研究之路。
伽 利 略 的 研 究 之 路
提出 假设 对现象的 一般观察 运用逻辑 得出结论 实验 验证 修正 推广
超越伽利略
• 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代 化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、 “定位”，直接研究落体运动的性质。 • • • • 现代研究落体运动的方法 ： 1、“自由落体频闪照片”求加速度 2 、用打点计时器研究纸带求出加速度 3、其它方法（测速计等）
合理外推
困难三、 困难三、伽利略用斜面实验验证了后，怎样说明落体运动也 符合这个规律？
s 合理外推： 合理外推：随着的增大，t 2
的数值在增大。当θ=900时，即 物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
• 至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不 但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到 了物体下落的规律。
什 么 同 等 重 要 。
在 科 学 研 究 中 ， 懂 得 忽 略 什 么 ， 有 时 与 懂 得 重 视 普通高中物理第一册第二章第六节
必
修
1
—— —— 伽 利 略
通过观察大量事实 我发现： ，我发现：物体下 落快慢是由它们的 重量决定的， 重量决定的，重的 物体下落得快！ 物体下落得快！
你错了！ 你错了！
瞬时速度无法准确测量
• 为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证 间接验证的 途径（思维的作用）
V∝t
v = s t
S∝t2
• 则：测下落的高度与时间t2成正比
冲淡重力
• 困难二 物体下落很快，很难测定不同位移 的时间 • （思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设 思维） 计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。
高中物理：伽利略对自由落体运动的研究
高中物理：伽利略对自由落体运动的研究【考点归纳】1．伽利略对自由落体运动的研究（1）历史的回顾：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．（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，v∝x．（4）实验验证伽利略用铜球从阻力很小的斜面的不同位置由静止下落，铜球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时小得多，所以时间容易测出．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，即由此证明了小球沿光滑斜面下滑的运动是匀变速直线运动；换用不同质量的小球重复实验，结论不变．（5）合理外推如果斜面倾角增大到90°，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且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，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且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．【命题方向】例1：伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽俐略的斜面实验程序如下：（1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．（2）两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序的号码）（）A．事实2→事实1→推论3→推论4B．事实2→推论1→推论3→推论4 C．事实2→推论3→推论1→推论4D．事实2→推论1→推论4→推论3分析：按实验先后次序排列如下：2→3→1→4．其中，2是事实．实际中，小球由于摩擦，在第二个斜面上上升的高度减小，若摩擦力减小，上升的高度增大，设想没有摩擦力，小球将上升到释放时的高度，如将第二斜面放平，小球没有减速的原因，不会停下来，3，1，4均是在没有摩擦的情况作出的推论．解答：实验先后次序排列如下：2→3→1→4．实验中，如果摩擦力越小，小球在第二个斜面上上升的高度越高，设想没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．所以3、1是推论．步骤4中，将第二个斜面放平，实际中小球因摩擦而减速，最后停下来，摩擦力越小，运动的距离越长，设想没有摩擦力，小球没有减速的原因，永远以原来的速度运动下去，所以4也是推论．故选：C．点评：本题是伽利略理想斜面实验，考查对本实验的理解能力，由此实验，伽利略得出了结论：物体的运动不需要力维持．例2：伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关分析：伽利略通过实验观察和逻辑推理发现，小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同的质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的；不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得知小球的加速度随斜面倾角的增大而增大．解答：A、B、伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，故A错误，B正确；C、不论斜面光滑与不光滑，当斜面的长度一定时，小球滑到斜面地的速度都与斜面的倾角有关，且倾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大；故C错误；D、斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，故D错误．故选：B．点评：本题关键要明确伽利略对自由落体运动的研究的实验过程，可以通过阅读课本了解，同时实验事实与理论应该是一致的，故可结合匀变速运动的知识求解．。
伽利略对自由落体运动的研究
伽利略对自由落体运动的研究本讲要点：1、了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色，理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性；2、通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法；3、了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法同步课堂：一、伽利略对自由落体运动的研究1. 伽利略思维捆在一起的物体总重量要比任一部分的重量大，按照亚里士多德观点，下落速度应该比质量最大的一块更大，但从另一个角度看，重量大的物体和重量小的物体捆在一起下落，下落慢的轻物体必然要拖着下落快的重物体，使重物体下落得比原来慢，这一矛盾的根本原因就是“重物比轻物下落快〞这一前提，所以从逻辑上伽利略认为只有一种可能：重物与轻物应该下得同样快。
2. 猜想及实验验证(1)数学推理：伽利略用数学推理证明，只要物体通过的位移与所用时间的平方成正比，物体就做初速度为零的匀变速直线运动。
(2)实验验证：因为物体实际下落太快，伽利略想办法把物体运动速度放慢，即先研究小球在斜面上的运动。
让小球从斜面上不同位置滚下，观测小球多次从不同点滚动的位移和所用时间的比值，是否保持不变，即是否能观测到：x 1/t 12=x 2/t 22=x 3/t 32=……如果不断加大斜面的倾角，小球对于每一个特定的倾角从不同角度滚下，其比值仍然保持不变，那么可以合理外推至倾角90°，即物体自由下落时，其比值也保持不变，由此，伽利略间接地验证了自由落体是匀变速运动。
二、伽利略的科学方法(1)运用“归谬法〞否定了亚里士多德观点。
(2)提出自由落体是一种简单的变速运动假说。
(3)数学推导，斜面实验证明。
三、竖直上抛运动的规律与特征。
〔1〕竖直上抛运动的条件：有一个竖直向上的初速度υ0；运动过程中只受重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度g 。
物理必修1--第6节--伽利略对自由落体运动的研究--教案
第6节伽利略对自由落体运动的研究三维目标知识与技能1. 了解落体运动研究的史实, 了解逻辑推理的特色；2. 理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。
过程与方法1. 让学生初步体会抽象思维、提出假说、科学实验是进行科学研究的重要思路和方法；2．通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程, 体会其推理方法的奥妙, 同时了解猜想的必要性, 感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性, 了解体会一些科学的方法。
情感态度与价值观1. 渗透研究自然规律的科学方法；2. 通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观, 避免盲目和急功近利思想, 提高自己的认识观；3．经历伽利略对自由落体运动的研究过程, 体验数学在研究物理问题中的重要性。
体会人类对客观世界发现之旅的乐趣。
教学重点了解探索过程, 明确探索的步骤, 同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用, 从中提炼自己的学习方法。
教学难点“观念—思考—推理—猜想—验证”是本节的重点思路, 也是培养良好思维习惯的重要参考。
教具准备录像资料、多媒体课件。
课时安排1课时教学过程【新课导入】我们用手拿一个小球和一张纸片, 放开后, 小球和纸片从静止开始下落.我们可以看到, 小球先落地, 纸片后落地。
公元前4世纪, 古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德（Arestotle）根据与我们类似的观察, 直接得出结论: 重的物体比轻的物体下落得快。
亚里士多德的论断流传了近2 000年, 直到16世纪, 在意大利的比萨斜塔上, 伽利略做了著名的两个球同时落地的实验, 两个轻重不同的小球同时落地的声音, 是那样的清脆美妙, 又是那样的发聋振聩！它动摇了人们头脑中的旧观念, 开创了实验和科学推理之先河, 将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台。
今天这节课我们就一起来经历伽利略对自由落体运动的研究过程, 领悟这位大师的科学精神、物理思想、研究方法, 得其精髓, 有所借鉴。
【新课教学】一、绵延两千年的错误1.公元前4世纪, 古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德提出: 物体下落的快慢是由重量决定的, 物体越重, 下落的越快。
高一物理《2_6伽利略对自由落体运动的研究》教案
高一物理《2.6 伽利略对自由落体运动的研究》教案一、教学目标本节内容是让学生理解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。
教材编写得脉络清楚，逻辑推理严谨、文字表述生动和通俗易懂，所以，适合于学生自主学习。
学生除阅读教材外，还可阅读一些课外参考书，从网上查阅一些资料，通过自己独立的思考，归纳、总结并提出自己的看法、体会等。
二、情感目标让学生思考：伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题。
三、教学要求1．教师组织学生交流，讨论；2．在可能的情况下让学生充分发表意见；3．鼓励学生总结讨论的结论；4．教师以平等地位参与讨论、发表评论。
四、基本教学过程一、延续两千年的错误亚里士(斯)多德（前384—前322年）亚里士多德是柏拉图的学生，亚历山大的老师。
“天然素质，养成习惯、发展理性”，“逍遥学派”。
名言：谬误有多种多样，而准确却只有一种，这就是为什么失败容易成功难、脱靶容易中靶难的缘故。
物理观点：反对原子论不承认有真空存有重的物体比轻的物体下落快．．．．．．为什么亚里士多德的谬误流传2000多年？我们应该获得什么启示？二、逻辑的力量伽利略(1564～1642) ，意大利文艺复兴后期伟大的意大利天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。
也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。
发明望远镜，《星际使者》，《关于两种世界体系的对话》。
名言：追求科学需要特殊的勇气。
逻辑：就是关于“必然推理规则”，或“必然证明或论证规则”的科学。
伽利略的推论：若：A质量大，下落快；B质量小，下落慢；那么当AB连在一起结论：1. 重的使轻的下落变快，轻的使重的下落变慢，速度介于于2者之间；2. 两个连在一起，比重的物体质量还要大，下落比重的还快。
三、猜测与假说困难：必须建立描绘运动的概念。
平均速度瞬时速度加速度猜测：落体运动是最简单的运动（速度是均匀变化的），速度随时间变化或随位移的变化是均匀的？抉择：速度随时间变化是均匀的。
伽利略对自由落体运动的研究 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
说是“指向地心”，只有在赤道或两极时重力加速度才指向地心。
4、当问题指明(或有暗示)空气阻力不能忽略时，物体从静止开始下落
的运动就不再是自由落体运动。
高中物理 必修第一册
第二章 匀变速直线运动的研究
1. 一物体从高处自由下落，经时间
离地的高度为（
用了间接的验证方法──铜球在斜面上运动，“冲淡”重力。
⑴让铜球沿阻力很小的斜面由静止滚下。
⑶结论：铜球沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动，且只要斜面倾角不变，铜球
的加速度都是相同的，跟铜球的质量和释放高度无关。
⑷增大斜面倾角，重复上述实验，铜球的加速度随斜面
倾角的增大而增大。
逻辑推理和实验的和谐结合
B. 猜想和假设相结合
C. 理想模型
D. 实验验证
4、伽利略把小球在斜面上做匀加速直线运动的规律
合理外推，得出自由落体运动的性质，他采用的研
究方法是( D )
A.控制变量
B.等效替代
C.理想模型
D.逻辑推理
5、 伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名
的“斜面实验”。以下说法符合科学史实的是(
伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍
然具有重要意义.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（
C）
A. 猜想一问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论
B. 问题一猜想一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论
C. 问题一猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论
D. 猜想一问题一实验验证一数学推理---合理外推一得出结论
高中物理《伽利略对自由落体运动的研究(2)》优质课教案、教学设计
（人教版必修1）2.6 伽利略对自由落体运动的研究一、设计思路：1、课标要求分析：了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法，了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
2、教材文本分析：教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思，以及伽利略对自由落体运动的探究历史，方法的教学贯穿课程文本始终。
目的是让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的历史过程以及面对困难时采取的方法，增加学生对处理物理问题的方法论的初步认识。
3、学生学情分析：学生已经学习了自由落体运动的定义和规律，但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课，让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法，培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
4、教学总体安排：本课时采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式，重点关注伽利略在研究过程中所采用的科学方法以及意义。
二、教学目标：（一）知识与技能1、了解伽利略对自由落体运动的研究方法。
2、知道逻辑推理(包括数学知识)和实验验证对解决物理课题的重要性。
（二）过程与方法1、经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验伽利略的科学研究方法。
（三）情感、态度与价值观1.通过了解史实，培养渗透坚持真理、不迷信权威、勇于探索的科学精神。
2.通过经历伽利略对自由落体运动的研究过程，进一步提升对方法论的认识。
三、教学重点与难点：教学重点：伽利略对自由落体运动研究的过程、方法。
教学难点：伽利略否前人错误结论的逻辑推理、斜面实验结论的合理外推。
四、教学方式：教学方法： 自主讨论法、归纳法、实验演示法 五、教学用具：小铁球、斜槽、多媒体辅助设备。
六、教学流程八、教学过程。
高中物理教案-伽利略对自由落体运动的研究-优秀奖
闫亚朋
单位名称
沙雅县第三中学
填写时间
2020/8/4
学科
物理
年级/册
高一/上册
教材版本
人教版
课题名称
伽利略对自由落体的研究
难点名称
下落距离与下落时间平方成正比
难点分析
从知识角度分析为什么难
知识点本身内容复杂：自由落体是匀加速运动，速度一直在变，需要用极限求和的方法才能得出果。从学生角度分析为什么难
学生抽象逻辑思维较弱，理解困难：这里涉及到微积分思想，不易理解。
难点教学方法
转化问题，通过V-t图像计算
教学环节
教学过程
导入
讲解亚里士多德的运动观念，以及常识的运动观念，说明问题的性质。最后讲解伽利略的思想，引入新课。
知识讲解
（难点突破）
（一）情境引入
他是谁展示亚里士多德的在古希腊学术界的崇高地位。
你们敢反对你们父母、班主任的观点吗谁举个例子。
(三)逻辑的力量
想知道伽利略是怎么想的吗（与我们的探究过程的对比）
（四）实验探究：如何探究、探究中遇到的困难、如何解决
困难一：没有相关的物理量
困难二：瞬时速度不能直接测量
困难三：落得快时间测不准
困难四：从斜面到落体（合理外推的勇气，体现了伽利略坚持真理的科学品质）
课堂练习
（难点巩固）
伽利略对运动的研究方法开创了历史的先河，对近代科学发展产生了深远的影响，因此，伽利略被称之为近代力学创始人。不管是谁的观点，我们要辩证的分析，学会摆事实，讲道理，对不明白的只要亲自实践就能判明是与非。
小结
伽利略之前的科学踯躅于泥途荒滩，因而千年徘徊，从伽利略开始，大师辈出，经典如云，近代科学之门从此打开，而在罗马教廷压制下的意大利科学活动很快衰落下去，在很长一段时间里，没有再产生重要的科学家，346年后，在事实面前，罗马教廷不得不承认对伽利略的压制是错误的。历史证明，没有学术的民主和思想自由，科学就不能繁荣。
高一物理必修一教学案第二章第六节伽利略对自由落体运动的研究 2
C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时所需的时间与倾角无关
3．（B级）为了求出楼房的高度，让一小石块从楼顶自由下落，不计空气阻力，重力加速度已知，则（）
A．只需测出小石子在第1s内下落的高度
B．只需测出小石子落地速度
高一物理◆编制人：李祖明审核人：徐伦伟
年级
姓名
授课时间
课
题
2.6伽利略对自由落体运动的研究
课型
新授课
学习
目标
1．了解伽利略对自由落体运动的研究过程，领悟他的研究方法，培养热爱科学、勇于探索的情操。
2．应用自由落体运动规律解决具体问题。
学习
重难点
领悟伽利略的研究方法，应用自由落体运动规律ห้องสมุดไป่ตู้决具体问题
教学过程与内容
B．在不计阻力时，轻的物体与重的物体下落一样快
C，越往下相邻两次闪光物体间距越大，说明物体运动速度越来越快
D．该实验说明伽利略关于落体运动的猜想是正确的
2．(A级)伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）
A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比
随堂笔记
新课自主预习
（1）知识回顾：
自由落体运动的规律
（二）课前预习：
1．亚里士多德的主要成就和关于物体下落的观点是什么？
2．伽利略针对亚里士多德的论断做出了怎样的逻辑推理？他又做出了怎样的？
3．伽利略的的科学方法是什么？
预习自测
1.1971年7月26号发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤如图1所示，出现的现象是（月球上是真空的）（）
高中物理人教版必修1 2.6伽利略对自由落体运动的研究 教案2 Word版含解析
§1、2、6 伽利略对自由落体的研究教材分析:本节内容是让学生了解伽利略研究自由落体运的科学思维方法和巧妙的实验构思。
教材编写脉络清楚,逻辑推理严谨,文字表达生动和通俗易懂,适合学生自学。
本节内容是新教材推行三维目标的典范,特别注重过程与方法、情感态度和价值观。
旧的教材是把伽利略对自由落体运动的研究放在自由落体运动的阅读材料中,教师把教学重点放在自由落体的条件和规律的教学中,教师很少安排时间在伽利略对自由落体运动的研究的教学上。
从这一节内容的安排上可以看出新教材更加重视科学精神、科学研究方法的培养。
这一节课的主要教学目的是让学生体会到人类对自然界的探究思想和方法,感受一位伟大科学家的逻辑推理能力和巧妙的实验构思。
为了更好地落实新课标的精神,不能简单讲授伽利略在对自由落体的研究过程中是好何想和如何做的,要让学生充分讨论,并参与论证和实验,充分体验科学家的研究过程。
学习起点分析:学生在上一节课学习了自由落体运动,懂得物体只在重力作用下轻重物体下落快慢是相同的,但并不了解在空气阻力作用下轻重不同的物体下落快慢关系如何。
学生在日常生活中常能看到重的物体下落得较快,缺少深入研究的科学精神和方法。
教学目标:（一）知识与技能1、理解伽利略研究自由落体运动规律的方法（逻辑推理→猜想→实验→结论）。
2、加深对自由落体运动规律的理解。
（二）过程与方法1、通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法;2、培养学生的逻辑推理能力与创造性思维能力;3、通过学习伽利略研究自由落体的过程,激发学生探索的精神。
（三）情感态度与价值观1、体验科学研究的方法;2、体验科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用;3、通过课堂的师生互动,培养学生的想象能力和分析处理物理问题的能力。
教学重点理解探索伽利略对自由落体的研究方法。
教学难点让学生形成科学的思维方法教学资源:长平木板若干、大小不同钢球各若干、白纸数张、秒表若干、多媒体课件教学方法:讲授法、交流和讨论法、实验探究法教学建议:本节课的重点是探索伽利略对自由落体的研究方法,在教学中要在教师引导下,学生进行思考和探索、推理,并让学生做好实验,直接体会到伽利略的研究过程。
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a.克服概念上的困难 定义速度、平均速度、瞬时速度、加速度等概念
b. 根据观察提出猜想 c. 实验验证猜想
伽利略在研究速度与时间关系时遇到了哪些困难？ 间接验证（测量转换）的思想 “冲淡”重力延长小球运动时间 d. 大胆的外推
三、伽利略的科学研究方法
核心：实验与数学的和谐结合 课爱本因评斯价坦：：伽“利伽略利之略前的的发科现学以踯及躅他于所泥应涂用荒的滩科,学因推而理千方年 徘门法徊打,是。开人从了类伽。思利想略史开上始最,大伟师大辈的出成,就经之典一如,云标,志近着代物科理学学的的大 真正开端。”
四、伽利略的其他贡献
发现单摆的等时性 研究了物体的重心 提出抛体理论 讨论了材料的强度问题 发明了脉搏计、比重秤、温度计等 发明、制作望远镜,打开了通向天文学的大门
伽利略亲手制作的望远镜
1610年1月伽利略画的木星 及卫星位置变化图
1610年7月伽利略记录的土星环
1612年伽利略手绘的太阳黑子图
向大家推荐两本书
第1天：关于固体材料强度的问题； 第2天：关于内聚作用的原因,讨论了杠杆原 理的证明及梁的强度问题； 第3天：讨论了匀速运动和自然加速运动； 第4天：讨论了抛射体运动。
用对话的形式,作了4天的谈话。 讨论了3个问题： 1、证明地球在运动； 2、充实哥白尼学说； 3、解释地球的潮汐。
1971年8月,宇航员 斯考特在月球上做 落体实验。
1999年8月,朱棣文领导斯坦福大学的一个研究小组,通过” 坠落”原子精确测算了单个原子的重力加速度,发现它与 宏观物体所受的重力加速度相同,原子下落的速度也与其 重量无关。朱棣文完成了现代版的“比萨斜塔实验”,成 为“1999年世界十大科技进展”之一。
2.6伽利略对自由落体运动的研究
1939年西南联合大学的一道招生试题： “伽利略是怎样研究落体运动的？”
一、绵延两千年的错误
亚里士多德：重的物体比轻的物体下落快 伽利略为什么会研究自由落体运动？
二、伽利略的智慧
1. 运用逻辑的力量 “归谬法”、巧妙的“思想实验” 2. 美丽的科学实验 3. 伽利略的科学探究 问题：物体下落快慢跟轻重无关,它遵循什么规律？
问题：后人在重复伽利略上述实验时,很难得到如此高的精 确度。斜面实验是虚构的吗？
模拟伽利略的斜面实验
x t2
伽利略的数据手稿
x1 t12
x2
t
2 2
x3
t
2 3
常量
结论：小球沿斜面运动是匀加速直
线运动,加速度与斜面的倾角有关,
与小球的质量无关。
伽利略选取的长度单位为 punti,1punti=29/30mm。这页数据大约记于1604年。
观察：物体在下落过程中速度越来越快
猜想：物体下落是一种最简单的变速运动
即速度变化均匀
两种情况： v∝t v∝x
？
P.46 如果v与x成正比,将会推导出十分复杂的结论。
最美丽的物理实验之八——伽利略的斜面实验
《关于两门新科学的对话》P164：
“取长约12库比特(1库比特=0.58m)、宽约半库比特,三指厚的 一块木板,在上面刻一条一指宽的槽,把它做得非常直而且平 滑,并经过抛光,再铺以羊皮纸,尽可能使之平滑。然后沿着它 滚动一个硬的、光滑的、非常圆的黄铜球。把这块木板放在 倾斜的位置,使一端比另一端高出1、2库比特,再让铜球沿槽 滚下,用下述方法记录滚下所需时间。我们不止一次地重复这 个实验,使两次观测的偏差不超过1/10次脉搏。做过这步并判 定其可靠性之后,再让铜球只滚槽长1/4的距离,测其下降时间, 发现它精确地等于先前的一半。接下来试作其它距离：全程 的1/2,2/3,3/4或任一分值。这样的实验整整重复了一百次,发 现经过的距离与时间的平方总成正比,并且对铜球沿之滚下的 槽板,各种斜度都保持这样的关系。”
伽利略设想,斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动越接近 自由落体运动。
铜球沿斜面滚下,如果斜面倾角超过5°就很难准确计时。伽利略把 他的结论外推至90°是需要很大的勇气的。
外推的证实： 由于受科学发展和仪器设备的限制,当时没有办法用实验 手段得到真空,所以并不能真正完成一个自由落体运动的 实验。直到牛顿的时代,发明了抽气机,才由牛顿设计了钱 羽管（又称牛顿管）,用实验证明了在真空中,物体下落速 度的确与物体重量无关。
最美丽的十大物理实验之二
现象：质量不同 的两球几乎同时 落地。
结论：重物与轻物 下落同样快。
传说伽利略在此做过落体实验,但后来 又被严谨的考证否定了。尽管如此,来 自世界各地的人们都要前往参观,他们 把这座古塔看做伽利略的纪念碑。
塔高56.7m,共八层, 始建于1174年,建成 时塔顶中心已偏离
2.1m.
教材中（P.45)的一个瑕疵
伽利略
《两门新科学的对话》第三天：
“我的目的,是提出一门新科学来处理一个很古老的课题。 在自然界中,最古老的课题莫过于运动。尽管哲学家们对此 写出了卷帙浩繁、内容庞杂的著作,我却发现运动的某些性 质仍是值得探讨的。”
“这是第一次为新的方法打开了大门,这种将带来大量奇 妙成果的新方法,在未来的年代里会博得许多人的重视……。 一门广博精深的科学已经出现,我的工作仅仅是一个开端。”
“伽利略是怎样研究落体运动的？” “伽利略的哪一个科学素养给你的印象最深？”
谢谢大家！
马克思：“古代世界最伟大的百科全书,古典时代最 博学的人”
亚里士多德一生勤奋治学,从事的研究涉及逻辑学、修辞 学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、 美学等,写下了大量的著作,据说有四百到一千部,流传下来有 47种,有《工具论》、《形而上学》、《物理学》、 《气象 学》 、《伦理学》、《政治学》 、《诗学》等。他创立了形式逻辑学,丰富和 发展了哲学的各个学科,他的许多思想对人类 产生了深远的影响。
“为了测量时间,我们用一个大的盛水的容器,把它放在高处； 在容器底部焊上一根小直径的能给出细射流的水管,在每一 次下落的时间内,我们把射出的水收集在一个小玻璃杯内, 不管是对槽的整个长度还是它的部分长度,在每一次水下落 后,这样收集的水都 在非常精密的天平上被称量；这些重 量的差别和比例给了我们时间的差别 和比例,我们以这样的精度重复操作 了许多许多次,结果没有可以感知的 差别。”