沪科版高中物理必修二2.1《伽利略对落体运动的研究》ppt课件

路程与时间的平方成正比.请将亚里士多德的预言和伽利略的
结论分别用公式表示(其中路程用s，速度用v，加速度用a，
时间用t表示)，亚里士多德的预言：＿＿＿，伽利略的结 论：＿＿＿.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在 自由落体的实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一要
素，在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进
【知识归纳】影响物体下落快慢的主要因素 空气阻力是影响物体下落快慢的主要因素 .
典例1
伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最完美
的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑的直木板槽倾斜固 定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下 滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系，亚里士多德曾 预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球的运动
阻力可以忽略.
【规范解答】(1)选D.玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是 因为羽毛受到的空气阻力大.
(2)选B.大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相
等.在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，它 们的加速度相等.因下落高度相等，故下落的时间相等，落 地的速度相等.
1.(2011·南平高一检测)如图所示，在一有空气的玻 璃管中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，
可以看到，玻璃球先于羽毛到达底端，这主要是因
为( )
A.它们的重量不同
B.它们的密度不同
C.它们的材料不同 D.它们受到的空气阻力不同 【解析】选D.轻的物体下落得慢，是由于受空气阻力的影 响较大，所以D正确.
2.伽利略在研究自由落体运动时， 设计了如图所示的斜面实验，下 列哪些方法是他在这个实验中采用过的( A.用水钟计时 )
1.正确认识亚里士多德的观点 (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 伽利略第一次把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结 合了起来，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题， 他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、数学推导和科学实验相结合，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 .
1 s= at 2 . 2
伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是为了减 少铜球运动时所受的阻力，同时抓住小球受重力这一要素 . 答案：s=vt
1 s= at 2 2
阻力小球受重力源自请仔细分析教材P48,探究分析以下问题： 怎样借鉴伽利略的研究方法，寻找自由落体运动的规律？ 提示：照片上相邻两个像相隔时间相同，设为Δt，测出 Δt、2Δt、3Δt…内小球下落高度并记下，看是否能得出 h∝t2的结论.
由胶片上记录的小球在几个闪光时刻的位置，可以看出小 球在Δt、2Δt、3Δt…时间内下落的高度，然后分析各时 间内小球下落的高度之比，得出结论 .
【规范解答】(1)由题意和照片中的数据，得出在Δt、2Δt、 3Δt…时间内小球下落的高度分别为0.8 cm、3.2cm、
7.1 cm、12.5 cm、19.6 cm.
明了亚里士多德的观点是错误的.
2.伽利略进行了怎样的猜想？
提示：猜想落体运动是一种最简单的变速运动，速度应该
均匀变化，速度可能与时间成正比 . 3.伽利略是如何进行实验验证的？ 提示：(1)让小球沿斜面滚下，减小加速度，延长运动时间， 便于观测.(2)他进行的是坡度较小的斜面实验，后来将实 验进行了合理外推，当倾角增大到 90°，小球的运动就是 自由落体运动.
B.用打点计时器打出纸带进行数据分析
C.改变斜面倾角，比较各种倾角得到的s/t2的比值的大小 D.将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是 特殊的匀变速直线运动
【解析】选A、C、D.伽利略在研究自由落体运动时，采用 水钟计时法，当时还没有打点计时器，A正确，B错误；因 同一倾角s∝t2，说明小球做匀变速直线运动，而且改变斜
面倾角，得出s/t2 的比值不同，伽利略将实验的结果合理
“外推”，如果斜面倾角为90°,小球将做自由落体运动， 因此得出自由落体运动是特殊的匀变速直线运动，故C、D
典例2
频闪摄影是研究变速运动常用的实
验手段.在暗室中，照相机的快门处于常开 状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂 的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片 上记录了物体在几个闪光时刻的位置.如图 是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每 隔0.04 s闪光一次.(照片上数据的单位为
cm)
(1)由照片能看出Δ t、2Δ t、3Δ t…时间内小球下落的高 度各是多少？ (2)分析照片上的数据，能否得出h∝t2？
请仔细分析教材P44～P47探究分析以下几个问题： 1.伽利略是怎样提出假设、运用逻辑推理证明亚里士多德 的观点是错误的？
提示：若把两块石头捆在一起，小石头会把大石头拖慢 .但
两块石头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应该 比单独一块大石头落得还要快.这样就出现了矛盾，所以证
)
B.它们的密度不等 D.它们所受的空气阻力不等
(2)在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球， 下列说法中正确的是( )
①它们受到的空气阻力不等
③它们落地的速度不等 A.①③ B.②④
②它们的加速度相等
④它们下落的时间相等 C.只有② D.只有③
【思路点拨】
羽毛下落时空气阻力不能忽略，玻璃球和铁球下落时空气
(2)h1∶h2∶h3∶h4∶h5≈1∶4∶9∶16∶25≈1∶22∶32∶42∶52 可见h∝t2.
典例3
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 C.它们的材料不同
行实验研究铜球运动，是为了减少铜球运动的＿＿＿，同 时抓住＿＿＿这一要素.
明确亚里士多德对铜球运动的预言及伽利略关于铜球运动
的假设及数学推理和理想实验.
【规范解答】亚里士多德曾预言铜球的运动速度是不变的， 即铜球做匀速直线运动.则其关系式为s=vt；伽利略证明铜 球运动的路程与时间的平方成正比，即铜球做初速度为零 的匀加速直线运动，其关系式为