物理①必修2.6《伽利略对自由落体运动的研究》PPT课件

• 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自由落体运动精确地“计 时”、“定位”，直接研究自由落体运动的性质。 • • • • 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）
• 人们采用先进的实验手段测得： 一切物体的自由落体的加速度都相同，这个 加速度叫重力加速度 重力加速度，用g表示。通常的计 重力加速度 算，g值取9.8m/s2
伽利略对自由落体 运动的研究
分析物体的（受力情况）
空 气 中 纸 片 下 落 落 力 力 物 下 落 力 下 重 物 中 重 气 中 力 空 力 真 空 力
历史的回顾
• 亚里士多德 亚里士多德通过对大量的自由 下落物体的观察，直接得出结 论：重的物体比轻的物体下落 的快，即“重快轻慢 重快轻慢”。由于 重快轻慢 他在学术界的崇高地位，且该 结论符合生活经验，这种论断 流传了近2000年。
• 大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀
增加的，即
V ∝t
• 则：测瞬时速度V与时间t成正比
知识
观察
实验
思考
困难一
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 ∝t
2
• 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。
知识
观察
实验
思考Байду номын сангаас
实验验证 ：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落， 伽利略手稿中记录的一组实验数据
时间单位 距离单位
1 32
2 130
3 298
4 526
5 824
实际意义 ：
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时， 即f<<G时。从静止开始的竖直下落运动，可以 按自由落体运动处理。
课题研究
亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但 他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需 要力来维持，却是错误的。这是为什么？ 请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和 伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学 观念、方法、态度等方面的调查。
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来的猜想， 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。 分析：伽利略的成功，不仅找到了落体 运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物 理学之路。 现在我们已经有足够的设备，准确的验 证自由落体运动规律
超越伽利略
逻辑的力量
16世纪，意大利 的科学家伽利略 伽利略 用佯谬的方法巧 妙地推翻了这种 观点。 （并在比萨斜塔 用实验证明了这 种观点 ）
• （问题）： • 既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底 遵循什么样的规律呢？
• 伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后， 就开始研究落体运动的性质。
伽利略的探索之路（知识 观察 实验+思考 伽利略的探索之路 知识=观察 实验 思考 知识 观察+实验 思考）
6
7
8
1192 1600 2104
结果表示为：
s1 s2 s3 = 2 = 2 = L = 常数 2 t1 t2 t3
伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只 是这个常数的数值随着θ的增大而增大。
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 t 2 的数值在增大。当θ=900时，即 合理外推： 合理外推：随着的增大，
再见！ 再见！