内蒙古通辽市科尔沁区大林镇高中物理 第二章 伽利略学

伽利略对自由落体运动的研究
【学习目标】
1、了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。

2、了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思。

【学习重难点】
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。

难点：“观察—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。

【问题导学】
请同学们手拿一块橡皮和一张纸片，放开后，橡皮和纸片从静止开始下落。

我们可以看到下落的较快。

我们能否据此推出结论：物体越重，下落越快？
阅读课本，讨论回答以下问题：
目标一：绵延两千年的错误（亚里士多德观点）
1、亚里士多德对落体运动的认识是什么？
2、结合当时的环境，为什么会有错误的认识？
目标二：伽利略对自由落体运动的研究思想和方法
一、逻辑推理
请简述伽利略的逻辑推理过程。

伽利略的逻辑推理使亚里士多德的理论陷入了困境。

为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：。

二、猜想与假说
伽利略猜想：落体一定是一种的变速运动，下落物体的速度随时间是变化的，即下落物体的性质是直线运动。

三、实验验证
1、数学推理：
运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合________。

2、实验验证：
让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的________和________．
①斜面倾角一定时，小球做________________运动．
②改变小球的质量，只要倾角一定，小球加速度都是________的．
③增大斜面倾角，小球加速度________．
④将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况—小球自由下落，认为小球仍会做________________运动，从而得到了落体运动的规律.
目标三：伽利略的科学方法
伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法——_______________和
________________相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学中最基本的研究方法。

习题：伽利略对自由落体运动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。

请你回顾伽利略的研究过程，判断下列过程哪个是伽利略的探究过程（ c ）
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
【思考与讨论】
怎样解释问题导学中得出的错误结论？
【实践练题】
基础题组（一看就懂，一做就会）
1.在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动．并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展 ( B )
A．亚里士多得 B.伽利略 C.牛顿 D．爱因斯坦
2.在塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球，则下列说法正确的是（ B ）
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. ①③
B. ②④
C. 只有②
D. 只有③
3.甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球,结果甲同学看到两球不是同时落地的.他分析了两球未能同时落地的原因.你认为他的下列分析哪些是正确的 ( C)
A.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力小
B.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力大
C.两球下落过程中受到空气阻力相同,先落地的是实心球,重力远大于阻力
D.两球下落过程中受到空气阻力相同,先落地的是空心球,阻力与重力比.差别较小
拓展题组（跳起来，摘下丰收果）
4．伽利略用实验验证v∝t的最大困难是（ B ）
A.不能很准确地测定下落的距离
B.不能测出下落物体的瞬时速度
C.当时没有测量时间的仪器
D.当时没有记录落体运动的数码相机
5．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1所示，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（ AC ）A．其中的甲图是实验现象，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，使实验现象更明显
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
6.一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验．
图2
(1)现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220 V交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线．其中不必要的器材是：________________；缺少的器材是__________．
(2)这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带．把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，如图2所示．
请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：______
(3)根据你的计算公式，计算纸带下落的加速度．(结果保留两位有效数字)
答案：9.6 m/s2。