伽利略对落体运动的研究
2.6伽利略对自由落体运动的研究
1、在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落,测得小 球下落到地面处所用的时间是1.9 s,求此地的重力加速度和 1.9 s 末的速度。
解:由公式 h =
1 2 gt 得 2
2h 2 17.7 2 2 g 2 m/s 9 . 8 m/s t 1.9 2
小球在1.9 s 末的速度为
二、逻辑的力量
重的物体 下落的快! 重物与轻 物下落得 同样快!
V2=4
世界古代史上 最伟大的哲学 V1=8 家,教育家, 科学家,结论: 重的物体比轻 的物体下落快。
4<v12<8
V12>8
16世纪末,伽利 略用简单的反推 实验打破了绵延 2000年的错误。
三、猜想与假说
伽利略认为,自由落体是一种最简单的变速运动, 速度应该是均匀变化的。 均匀变化的两种可能性:一是速度随时间均匀变 化,即v与t成正比(现在的V=V0+at);二是速度随 位移均匀变化,即v与x成正比(现在的V²-V0²=2ax)。
3、如图所示,一个小钢球做自由落体运动。测得小钢球经过 A 点时的速度是 2.42 m/s ,经过 B 点时的速度是 4.64 m/s , 所用时间是0. 226 s,求此地的重力加速度和AB 间的距离。
六、伽利略的科学方法
现代技术的发展,我们虽然不会再用伽利 略的方法去研究自由落体,但是伽利略的方法, 对指导近代科学研究仍具有现实意义:
提出 大胆 数学 实验 合理 得出 问题 猜想 推理 验证 外推 结论
七、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。
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
2.1伽利略对落体运动的研究
困难一:
解决方法:
瞬时速度无法准确测量
数学推理
v t
st
2
二、伽利略的探究之路
4.实验验证:
困难二:下落太快,无法准确测量时间 解决方法:
冲淡重力
伽利略在做铜球沿斜面运动的实验
伽利略手稿中记录的一组实验数据
一、历史回顾
2.公元16世纪,意大利科学家伽利略 物体下落快慢与物体的重量无关。 (1)思想实验:伽利略佯谬
阅读课本p44伽利略佯谬,并复述其推理过程
思想实验——伽利略佯谬
假设亚里士多德观点正确
v2=4 v1=8 4<v12<8 v12>8
归谬法
首先假设对方的论点是正确的,然 后从这一论点加以引申、推论,从而得 出极其荒谬可笑的结论,以驳倒对方的 论点的一种论证方法。
伽利略的成功,不仅在于找到了落体 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——抽象思维、数学推 导和科学实验相结合,这种方法到现在是 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,而且 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被打开。
常州市田家炳实验中学高一物理备课组
t 1 s 32 s/t² 32
2 3 4 5 6 7 8 130 298 526 824 1192 1600 2104 32.5 33.1 32.9 33.0 33.1 32.7 32.9
结论1:
s1 s2 s3 2 2 常数c 2 t1 t2 t3
s 结论2:改变斜面倾角, t 2 常数c
仍然成
伽利略对自由落体运动的研究的总结
伽利略对自由落体运动的研究的总结一、研究背景在伽利略之前,人们对物体下落的认识存在误区,亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快,这一观点统治了人们的思想长达近两千年。
二、伽利略的逻辑推理1. 归谬法- 假设亚里士多德的观点正确,即重的物体比轻的物体下落得快。
- 设想把一个重的物体和一个轻的物体拴在一起让它们下落。
按照亚里士多德的观点,重的物体下落快,轻的物体下落慢,那么轻的物体就会拖慢重的物体的下落速度,整体的下落速度应该比重的物体单独下落时慢。
- 但是从另一个角度看,拴在一起后的物体总重量比重的物体还重,那么整体下落速度应该比重的物体单独下落时快。
- 这就产生了矛盾,从而说明亚里士多德的观点是错误的。
三、伽利略的实验探究1. 斜面实验- 伽利略时代没有精确的计时工具,直接研究自由落体运动比较困难。
他采用了“冲淡重力”的方法,让小球从斜面上滚下。
- 他发现,小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动。
通过改变斜面的倾角,发现小球的加速度随斜面倾角的增大而增大。
- 当斜面倾角很大接近90°时,小球的运动就接近自由落体运动。
所以他推断自由落体运动也是匀加速直线运动。
2. 数学推理与实验验证相结合- 伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的平方成正比(x=(1)/(2)at^2)。
- 他在斜面上进行实验,测量小球在不同时间内通过的位移,验证了位移与时间的平方成正比的关系,从而进一步证实了自由落体运动是匀加速直线运动。
四、伽利略研究的意义1. 伽利略开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,推翻了亚里士多德的错误观点,为牛顿经典力学体系的建立奠定了基础。
2. 他的研究方法(逻辑推理、实验探究、数学推理与实验验证相结合)为后来的科学研究提供了典范,使人们认识到科学研究需要大胆质疑、严谨推理和实证检验。
6 伽利略对自由落体运动的研究
思考: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?
质量不同小球同一斜面下落,加速度相同 • 增大斜面倾角,加速度变大 • 倾角很大,接近落体运动 → • 合理外推:倾角900,就是自由落体运动!
思考:为什么说伽利略把他的结论外推到90度需 要很大的勇气?
后人在伽利略的器材重复他的实验时发现,铜 球沿斜面滚下,如果斜面倾角超过5°就很难准确 计时。
思考:亚里士多德为什么会有错误的认识呢?
公元前,人们对物体下落的研究很少,凭着观 察认为重的物体比轻的物体下落得快。 思考:为什么这个错误被延续了两千多年? 由于亚里士多德在学术界的崇高地位,且他这 一论断符合人们的常识,以至于其后两千年时间 里,大家都奉为经典。
思考:伽利略是怎样论证亚 里士多德的观点是错误的?
三、猜想与假设 困难二:瞬时速度无法直接测量 伽利略寻求间接验证的途径(思维的作用)。 伽利略大胆的猜想: v ∝ x(最后否定了) 若初速v0 = 0,v ∝ t
v x t
x ∝ t2
则:测下落的高度与时间t2成正比
四、实验验证
困难三:落体运动时间太短,无法准确测量,伽利 略是怎样克服的? 1、没有准确的计时工具 解决方案:滴水计时 2、物体下落很快,很难测定不同位移的时间 解决方案:为了减缓物体下落速度,伽利略设计了 著名的“冲淡重力”的斜面实验。
落地.
• 至此,伽利略终于成功地验证了自己的猜想, 不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错 误论断,而且得到了物体下落的规律。 • 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。
知识 观察 实验 思考
• 现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运 动规律
伽利略对自由落体运动的研究方法
伽利略对自由落体运动的研究方法加蒂利亚·伽利略是文艺复兴时期意大利物理学家,人们认为他是物理学和天文学观念改变的主要门运动者。
他提出了一系列独特的修正版的物理学模型,挑战了安东尼·阿基米德千年前的一些基本观念,并成就了现代天体物理学的基础。
伽利略的对牛顿的研究非常全面,他的最重要的贡献被认为是他解决了自由落体运动的研究。
伽利略在自由落体运动的研究方法中,开发并广泛应用了有关运动、加速度与力等realtionships 的公式,集中考虑了空气阻力,从测量结果中抽取出统计特征,以改善先前定义的物理定律。
首先,伽利略发现,多体物体经历自由落体运动时,重力加速度是相同的,这是他重新启用重力这一概念时提出的定律。
加速度与其大小息息相关,因此推广它的用途,以获得对落体更多的数据。
与此同时,通过测量落体的速度,伽利略发现速度随着高度的减少而增加,他断定空气阻力必须纳入计算,从而在物理学中获得严格的数据。
他还发现,升力与重量成反比,体现在落体运动中,将会被抵消。
空中抵抗,除重力外,另一个重要的力量是空气的阻力,伽利略认为增加的空气阻力会抵消重力,造成物体落体运动时的变缓,这是他用实验来验证的。
最后,他用一些算法演算的方式得出了一系列精确的数学表达式来量化落体运动中的变化。
他的方法也可以应用到各种情况下的运动学,他的贡献对于不论是应用物理学还是数学都是巨大的,他也为物理上就安多尼科普勒的圆周运动提供了支持。
总之,伽利略在自由落体运动研究中所做出的贡献是巨大的,他证明了落体不仅是重力作用的结果,而且还受到空气阻力的影响,并给出了与此有关的许多精确数学表达式。
因此,伽利略的对自由落体运动的研究得到广泛的认可,给后来的物理学研究带来了宝贵的贡献。
伽利略对自由落体运动的研究过程与方法
(原创实用版5篇)编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的5篇《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》,供大家借鉴与参考。
下载后,可根据实际需要进行调整和使用,希望能够帮助到大家,谢射!(5篇)《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇1伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下:1. 提出问题:在斜面上,小球沿斜面滚下过程中速度与时间有怎样的关系?2. 猜想与假设:小球开始的速度越大,到达底端所用的时间越短。
3. 实验收集数据:伽利略通过实验来收集数据,来验证他的猜想和假设是否正确。
4. 分析和论证:伽利略通过数学方法推导得出结论,即自由落体运动的速度与时间成正比。
5. 实验验证:在伽利略之后,人们进行了多次实验,验证了他的结论的正确性。
《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇2伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下:1. 提出问题:在教堂的钟摆的启示下,伽利略提出了自由落体运动的概念。
他观察到,当钟摆从高处开始下落时,它在相同的时间内走过不同的距离。
2. 猜想与假设:伽利略的猜想是,物体下落的快慢与物体的质量无关。
他假设物体做自由落体运动,其运动的速度与时间成正比。
3. 设计和实验:为了测量物体下落的速度和时间,伽利略设计了一个实验。
他测量了小球从相同高度下落的距离,并测量了小球下落的时间。
通过这些数据,他发现小球的运动速度与时间的平方成正比。
4. 结论和解释:伽利略得出结论,自由落体是一种匀加速运动,其速度每秒增加约32米。
这个结论与他的假设相符。
5. 推广和应用:伽利略将这个结论应用于其他类似的运动,如斜面运动和抛体运动。
这个过程体现了伽利略的科学方法论,包括提出假设、实验验证、逻辑推理、科学推理和科学应用。
伽利略对自由落体运动的研究
三、实验验证 1.数学推理:
如果物体的初速度为0,而且速度随时间的变化是
均匀的,即
v t
,它通过的位移就与所用的时
间二次方成正比,即
2.实验验证: 著名的冲淡重力实验
xt
2
。
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。
实验一:换不同质量的小球。
实验结果分析:小球的加速度都是相同的。 实验二:质量相同的小球,不断的增加倾斜角。 实验结果分析:小球的加速度随倾斜面的倾斜角的 增大而增大。
at12
……(2)
1 后3秒内的位移:S2 =S - a (t—3)2 …… (3) 2
…… (4)
2
S1:S2 = 3:7 …… (5)
解(1)—(5)得: a=1m/s2 t= 5s S=12 .5m
自由落体与比萨斜塔
古希腊哲学家亚里士多德认为, 重的物体比轻的物体下落的要快。 这符合人们的常识,如玻璃弹子就 比羽毛落得快。伽利略认为:下落 速度与重量无关,所有物体下落速 度都相同。很多人反对这个观点, 为了让人们相信,伽利略跑到比萨 斜塔上扔下两个不同重量的铁球, 结果两个铁球同时着地,于是伽利 略胜利了。
研究过程和伽利略的科学思想。教导学生 要多思考多观察勤于动手,并敢于大胆的
猜测。
1.从斜面上某位置,每隔0.1 s释放一个小球,在
连续释放几个后,对在斜面上的小球拍下照片,如
图所示,测得 SAB=15 cm, SBC=20 cm,试求 (1)小球的加速度. (2)拍摄时B球的速度VB =? (3)拍摄时SCD =? (4)A球上面滚动的小球还有几个?
S CD - S BC = S BC - S AB
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。
伽利略自由落体运动的研究
伽利略自由落体运动的研究1. 引言伽利略,那个拿着望远镜的家伙,真的是科学界的一颗闪亮星星。
我们今天要聊聊他在自由落体运动上的研究,听起来有点高深,但其实跟我们日常生活息息相关。
想想看,当你从楼上扔下一个苹果,它是慢慢飘下去,还是呼啸而下?这可不是个简单的问题哦!伽利略可是花了大力气去揭示其中的奥秘。
1.1 自由落体的概念自由落体,这个名字听起来像是个高大上的物理术语,但其实就是物体在重力作用下自由下落的过程。
伽利略发现,不管是什么物体,只要不受其他力的影响,掉下来的速度都是越来越快的。
就像我们小时候扔雪球,总是希望能砸到对方,哈哈!想象一下,那雪球在空中飞舞,虽然没多重,但还是会越来越快,这就是重力的魔力。
1.2 伽利略的实验伽利略为了研究这个现象,做了不少实验。
他甚至从比萨斜塔上扔下球体,这种做法虽然听起来有点疯狂,但他是想亲自验证他的理论。
想象一下,旁边的人可能在惊呼:“天哪,他要干嘛?”不过他并不在乎这些,他只专注于物体下落的时间。
最终,他发现,落地的时间与物体的重量无关,真是“老天爷,果然是个奇迹!”2. 自由落体的规律伽利略发现,自由落体的速度是均匀增加的,换句话说,每秒钟速度都会增加一点点。
你有没有试过骑自行车?起初可能有点慢,但一旦开始加速,就像开了挂一样!自由落体也是这么回事,速度就像坐上了火箭,越来越快,真是惊人!2.1 重力与加速度在伽利略的理论中,他还提出了一个重要的概念:加速度。
简单来说,加速度就是速度变化的快慢。
在地球上,不管是什么物体,自由落体的加速度是大约9.8米每平方秒。
换句话说,重力就像一个隐形的推手,让物体下落得越来越快,简直就像在说:“快来吧,别害羞!”2.2 现实中的应用你可能会问,这些理论和我们的生活有什么关系呢?其实,应用可广泛了!比如,你扔个篮球,乒乓球,还是纸团,它们的落地时间都受重力影响。
伽利略的发现帮助我们理解了运动规律,甚至影响了后来的飞行器设计。
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 。
伽利略对自由落体运动的研究过程与方法
伽利略对自由落体运动的研究过程与方法伽利略(Galileo Galilei)是17世纪意大利的天文学家、物理学家和数学家,他的研究对现代科学的发展产生了深远的影响。
其中,他对自由落体运动的研究对观察和实验的重要性进行了强调,并提出了许多重要的结论。
以下是伽利略对自由落体运动的研究过程与方法的探讨。
伽利略对自由落体运动的研究可以追溯到16世纪末,当时他在比萨大教堂的日记中记录了自己对斜面上滚动球体运动的观察。
他发现,无论球体在滚下斜坡的哪个位置开始,最后都会以相同的速度滚下,并到达相同的水平位置。
这引起了他对机械运动的兴趣,并促使他开始研究自由落体运动。
首先,伽利略采取了实验的方法来研究自由落体运动。
他在一个倾斜角度很小的斜面上放置了一个球体,并用计时器来记录球体下滑所需的时间。
通过不断改变斜面的倾斜角度,他观察到球体下滑的时间与斜面角度的正弦值成正比。
这一发现引起了他的兴趣,并使他开始思考为什么物体的下落时间与斜面角度成正比。
为了更进一步地研究自由落体运动,伽利略设计了下落物体的实验。
他在比萨斜塔上放置了一个倾斜角度很小的斜面,并使一个铁球滚下斜面。
同时,他还在塔上竖直方向上挂了一个铁索,并使一个同样重的铁球由索上滑下。
伽利略观察到,无论是滚下斜面还是滑下斜线,两个铁球的下落时间几乎相同。
这使他得出结论,物体在自由落体运动中与斜面的接触方式不影响其下落速度。
在继续研究中,伽利略改进了测量下落时间的方法。
他将一块斜面固定在墙上,并在其下方放置了一个木桶以接住正在下降的球体。
他看到球体从斜面上滚下后,瞬间沿直线下降,并及时地落入木桶中。
通过测量从球体离开斜面到落入木桶所需的时间,伽利略得出了一个重要的结论:自由落体运动的下落时间与下降的距离平方根成正比关系。
为了验证这一结论,伽利略做出了更多的实验。
他使用不同大小和形状的球体,进行了多次重复实验,并记录了每次实验的结果。
他还通过改变木桶的高度来改变下降距离。
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,意大利物理学家和天文学家,被认为是现代科学的创始人
之一。
他对自由落体运动的研究是他在物理学领域的一个重要成果。
伽利略的研究发现,自由落体运动中物体的速度是确定的,并且关
于时间是二次函数的关系。
这改变了以前的看法,认为物体下落的速
度是恒定的。
伽利略还发现了关于物体运动的另一个重要事实:不受外力作用下,物体将继续保持运动状态。
这被称为惯性原理,并成为现代物理学理
论的基石之一。
伽利略是如何进行他的研究的呢?他使用了倾斜平面实验,利用下
落物体对斜面的影响,来研究自由落体运动。
他发现当斜面角度改变时,下落物体的加速度也会相应改变。
这个实验为他证明了一些新的
物理理论。
伽利略的研究已经成为现代物理学研究的基础。
他的发现,不仅拓
宽了我们对自由落体运动的认识,同时也为许多其他物理学研究打下
了基础。
总之,伽利略对自由落体运动的研究是一个里程碑式的科学成果。
他的研究方法,以及他的理论发现,都对现代物理学产生了深远的影响。
伽利略对自由落体运动的研究过程
伽利略对自由落体运动的研究过程伽利略对自由落体运动的研究过程如下:
1、伽利略首先通过直觉和观感,认为重的物体下落速度比轻的物体下落速度快,落体速度与重量成正比。
2、伽利略通过大量的实验,站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来,并测定下落时间有多少差别。
结果发现,各种物体都是同时落地,而不分先后。
也就是说,下落运动与物体的具体特征并无关系。
无论木制球或铁制球,如果同时从塔上开始下落,它们将同时到达地面。
3、伽利略通过反复的实验,认为如果不计空气阻力,轻重物体的自由下落速度是相同的,即重力加速度的大小都是相同的。
这一结论也符合牛顿的万有引力定律。
伽利略的研究对自由落体运动和重力加速度有了深刻的理解,并推导出了重力加速度的公式。
伽利略对自由落体运动的研究过程与方法
伽利略对自由落体运动的研究1. 研究目标伽利略的研究目标是探索自由落体运动的规律和特性,以及验证他的假设:不考虑空气阻力的情况下,所有物体在同等条件下均以相同的加速度自由下落。
2. 研究方法伽利略采用了以下几种方法来研究自由落体运动:2.1 倾斜面实验伽利略设计了一种实验,利用倾斜面来减缓物体的下落速度,以便更好地观察和测量。
他通过观察滚动下落的小球在不同斜度的倾斜面上的运动情况,研究了物体在斜面上的加速度和速度变化规律。
2.2 滴落实验伽利略进行了滴落实验,通过观察自由落体物体在垂直方向上的运动情况,研究了物体下落的加速度和速度变化规律。
他使用了水钟,即一个带有小孔的容器,通过测量水滴从小孔中滴落的时间间隔和下落的距离,来计算自由落体物体在不同时间内的速度和加速度。
2.3 研究数据分析伽利略通过观察和测量实验数据,分析了自由落体的运动规律。
他发现,自由落体物体在相等时间内下落的距离是递增的,而且下落的距离与下落的时间的平方成正比。
这一发现推翻了亚里士多德的观点,即物体的下落速度与质量成正比。
3. 研究发现伽利略的研究发现如下:3.1 自由落体物体的加速度恒定伽利略通过实验观察和数据分析,发现自由落体物体在同等条件下的加速度是恒定的。
不考虑空气阻力的情况下,所有物体在自由下落时都以相同的加速度下落,且加速度约等于9.8米/秒²。
3.2 下落距离与时间的平方关系伽利略发现,自由落体物体在相等时间内下落的距离是递增的,并且下落的距离与下落的时间的平方成正比。
即下落距离D与下落时间t的关系可以表示为:D = 1/2 * g * t²,其中g为重力加速度。
3.3 空气阻力的影响伽利略在实验中发现,空气阻力对自由落体物体的运动影响较小,可以忽略不计。
他通过减小实验物体的尺寸和形状,降低空气阻力的影响,进一步验证了自由落体物体的加速度恒定和下落距离与时间的平方关系。
4. 结论基于他的研究发现,伽利略得出了以下结论:•自由落体物体在不考虑空气阻力的情况下以相同的加速度自由下落,加速度约等于9.8米/秒²。
伽利略研究自由落体运动的结论
伽利略研究自由落体运动的结论加拉哥利尔.伽利略(Galileo Galilei,1564~1642)是古典物理学的重要奠基者,他是16世纪意大利自然哲学方面的知识积极家。
他涉猎广泛,多次实验以及术语介绍,他更是首次致力于用科学原理解释一切现象,他也是最早使用双筒望远镜的科学家,他的作品也是现代科学启蒙教育的基础。
他对自由落体运动提出了许多实验论点,被认为等效于牛顿定律(Newton's laws of motion),同时也为后来的物理学奠定了基础。
伽利略认为落体运动是均匀的,这意味着相同的时间单位内一定的路程被覆盖,也就是落体物体在不同的时间内总会移动相同的距离,即有因果关系,故落体运动应以平滑、连续的方式发生。
他进行了不同时间内移动的观测,而根据观测结果,伽利略认为落体物体在一定的时间内,路程总是等于时间的平方。
他还指出,物体的自由落体运动,并不会因受摩擦而减小,法则也同样适用于在不同的质量、高度和空气状况下的落体运动,正如今日的实验结论一样。
伽利略发现,物体的自由落体运动是以每秒下降154英寸(397毫米)的速度不断减小的。
他总结出,掉下去的物体每秒会落相同的距离,其运动距离与时间成平方关系。
因此,他用落体法则证明地心式下自由落体运动的加速度是一个常数,而即使物体的质量不同,它们的落体速度也是一样的,这可以用实验来证明,也就是说即使物体的重量不一样,时间变得越久,它们减速度也变得越来越接近。
伽利略也探究了物体在空气中下落时,受到空气阻力影响,它的速度变化的情况。
他观察落体运动中,两物体落入相同高度时,尽管它们的质量大小不同,但双方到达地面所需的时间一样,这一结论也证明了重力加速度是常量。
伽利略的自由落体研究,推翻了古典的、宇宙观及辩证学的方法,并将自由落体运动的运行和古典力学结合起来,同时把自由落体运动引入科学界,这也是伽利略在数学物理学方面开创性研究的显著成果。
尽管牛顿定律仍为科学界所奉行,但伽利略有关落体运动的理论和实验成果,也为当今的科学工作提供了重要的思想典籍资料。
高一物理伽利略对自由落体运动的研究
二、伽利略对自由落体运动的研究 1、伽利略的逻辑结果: 2、伽利略的猜想: 3、伽利略的实验验证: 4、伽利略的科学方法:
发现问题 提出假设 数学推理
实验验证ห้องสมุดไป่ตู้
合理外推
研究结论:自由落体运动是初速度
为0的匀加速直线运动,且所有物体
自由下落时的加速度都相同。
伽利略巧妙的推理推翻了亚里士多德 的错误观点,从而提出了“自由落体是一 种最简单的变速运动,速度应该是均匀变 化的”观点,这种方法在科学研究中叫 ( ) B、实验验证 D、逻辑推理 A、数学推演 C、猜想与假说
§ 伽利略对自由落体运动的研究
一、亚里士多德的观点 亚里士多德的观点——物体下落的快慢是 由它们的重量决定的,重的物体下落得快。 虽然亚里士多德对自由落体运动的认识是 错误的,但亚里士多德是历史上了不起的 人物,对科学界有了不起的贡献。他对自 由落体的认识代表了人类对自由落体运动 的初步探索,我们应该这样看亚里士多德 的观点:第一,它是人类认识落体运动迈 出的第一步,有很大的进步性;第二,是 错误的;第三,统治了两千年。
科学思想方法的核心:把实验和逻辑 推理(包括数学推演)结合起来
伽利略的重大贡献:
他开创了近代物理学,被称为近代物理学 之父,他的科学方法至今为人们所沿用。 伽利略第一次把实验和逻辑推理和谐地结 合起来,打开了近代科学的大门。而以前的学 者只注重思辨,不注重实验。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,他的研究方法为后人们所 采用,创造了科学的奇迹。
非常学案P31“巧用”
习题讲评:
习题讲评:练案 P25 T2;T3; T5;T6;T11; P24 T12 ;T11;
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伽利略落体运动的研究
伽利略落体运动的研究伽利略(Galileo Galilei)是17世纪初意大利的物理学家、数学家和天文学家,他的伽利略落体运动的研究对于现代物理学的发展有着重大的贡献。
伽利略的研究成果不仅揭示了物体自由落体的规律,还为后来牛顿的运动定律和万有引力定律的建立奠定了基础。
伽利略的研究方法非常独特,他主要通过观察和实验相结合的方式来研究物体自由落体的运动规律。
他在比较长短不同、重量不同的物体自由下落的速度时,用了一种比较创新的方法,即将这些物体固定在一根斜直杆的末端,借助计时器来测量它们落地的时间。
通过一系列实验,他得出了一个重要的结论:不考虑空气阻力,物体自由下落的速度与物体的质量无关,只与物体所在位置的高度有关。
这一结论被称为“伽利略原理”或“伽利略相等落体原理”。
为了进一步研究落体运动,伽利略在撞击公式的基础上引入了时间的概念,即分析物体在自由下落过程中的平均速度和加速度。
他通过推导数学公式,得出了物体自由落体过程中的速度与时间的关系:v = gt其中v表示物体下落的速度,g表示重力加速度(在地表附近约为9.8m/s²),t表示下落的时间。
这个公式表明,在不考虑空气阻力的情况下,物体下落的速度随着时间的增加而不断增加,而且速度的增量与时间成正比。
除了对自由落体的研究,伽利略还探究了斜面上物体的运动规律。
他发现,当物体沿斜面向下滚动时,其运动可以分解为两个方向:沿斜面的运动和垂直于斜面的运动。
通过对这两个方向的运动分析,伽利略得出了一个关于物体沿斜面滚动时速度和时间的关系:v = gt/√2这个公式表明,沿斜面滚动的物体的速度也随时间的增加而增加,但是增速不如自由下落的速度增加快,因为滚动速度受到了斜面的限制。
伽利略的研究成果对于现代物理学的发展产生了重大影响。
他的实验方法和数学推理方法为后来科学家的研究提供了重要的借鉴,并为后来牛顿的运动定律的发展打下了基础。
通过对物体自由落体和斜面上物体运动的研究,伽利略揭示了物体运动的普遍规律,为后来的科学研究奠定了基础。
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伽利略对落体运动的研究
秦岭中学新课程高中物理导学案
班级姓名小组上课时间:年月日
课题§2.1伽利略对落体运动的研究(阅读课型)
学前
预习
目标
提示学习
目标1、知道伽利略研究落体运动的艰难过程,理解伽利略对物体运动的研究方法在科学发展和人类进步上的重大意义,学会用实验加科学推理方法研究问题。
2、通过查阅资料,结合小组内合作探究,认识研究自然规律的科学方法。
3、通过合作探究和成果分享,体验学习乐趣。
重点
提示本节课重点是伽利略对落体运动研究的思路及方法。
难点
突破通过老师讲解和小组讨论,分步讨论伽利略研究的科学推理方法。
教法
选用小组学习讨论为主,教师讲解为辅
学法
推荐自主查阅资料,按步探究;课堂小组交流,归纳总结。
学生预习案(自主完成部分)
课本
知识
预习一类
知识
二类
知识
三类
知识
自主
学习
探究
【探究要点】
1、查阅相关资料后回答什么是“佯谬”?“伽利略佯谬”巧妙否定亚里士多德论断的对你有什么启发?
佯谬就是指看上去是一个错误,但实际上是正确的。
通过逻辑推理,让自相矛盾的结果来证明理论的错误之处,是辩论时常常应用的有力武器。
自主
学习
探究
2.在对落体运动进行研究的过程中,伽利略成功地
使用了突出主要因素,忽略和排除次要因素的科学研究
方法。
请你谈一谈他是突出了哪种主要因素,又是忽略
和排除了哪些次要因素的。
主要因素:物体质量对速度的影响;
次要因素:空气阻力、物体的形状对速度的影响
3.在研究落体运动时,伽利略为什么要设计那个著
名的“斜面实验”?
为了克服落体运动中物体下落快,不便测量的困难。
伽利略对落体运动的研究思路可以如何概括?你从中可
以得到何种启示。
研究思路概括:问题→猜想→数学推理→实验验证
→合理外推→得出结论。
给出了我们以后研究问题的基本方法,给出了进行
科学探究的一般方法和思路。
设计一个表格对课本P46
提供的伽利略手稿中记录的一组实验数据进行分析,看
看你能否得出s∝t2的结论。
t时间单位:12距离单位:32130298526824119216002104
s/t2比值:3232.433.132请使用课本P47提供的频闪照片及数据,进行下列尝试:(可以不要)
(1)判断小球下落的高度及所用的时间之间是否满足h∝t2的关系;
(2)判断小球下落的速度及所用的时间之间是否满足
v∝t2的关系;
(3)判断小球做落体运动的加速度大小;(提示加速度的定义)
(4)尝试从这张频闪照片出发,推测出落体运动的规律。
(速度公式和位移公式)
课堂探究案(小组学习完成)
自主
学习
探究
我的
疑问
课堂
知识
要点
归纳
课堂
针对
练习1、仔细回顾伽利略研究落体运动的全过程,
把他的主要研究步骤罗列出来,并明确指出对应的六环
节研究思路。
2、伽利略用实验研究“v与x成正比”的最大困难是什么?
3、对于落体运动的小球的频闪照片(图2-8)下列说法
正确吗?为什么?
(1)球在下端的速度大于在上端的速度;
(2)是一个做落体运动的球的运动轨迹。
本节
疑难
反馈
我的
收获
【参考资料】
里士多德(Aristoteles,公元前284——322年)出生在希腊北部邻近马其顿王国的斯丹季拉城。
祖辈从医,父亲尼各马可是马其顿国王的御医。
家庭的传统使亚里
士多德很早接触到医学和生物学知识,并且学会了归纳
和比较的方法。
这对他以后开展学术研究起了重大影响。
父母去世后,十七岁的亚里士多德来到雅典阿卡德
米学园,随柏拉图学习、研究二十来年,曾被誉为“学
园之心”。
在长期的熏陶下,柏拉图学说可能对他毫无
影响。
就政治思想而言,亚里士多德的法治主张和柏拉
图的《法律篇》之间,就存在着一定程度的“师承”关系。
但是,在更多的方面,亚里士多德的学说是违忤师说的,本着“我爱我师,我更爱真理”的信念,他在哲学上,
尖锐地批判柏拉图的唯心主义理念论,当然他自己也动
摇于唯物主义与唯心主义之间。
在政治思想上,他抛弃
柏拉图以抽象的概念为出发点的研究方法,不赞成“哲
学王”的主张,抨击“共产公妻”的方案。
柏拉图死后,亚里士多德便离开阿卡德米学园,公元前343年,应聘
当上十三岁的马其顿王子亚历山大的家庭教师。
这期间,他为王子编写过《王制》和《拓殖》两篇论文,并收集了有关各城邦政制的大量资料。
不久,马其顿征服了希腊,亚历山大继位,亚里士多德便返回故乡。
公元前335年,他又来到希腊,并在郊外创办了吕克昂学园。
在这里,
除授课外,他致力于著书立说,公元前323年,亚历山
大死后,雅典掀起反马其顿运动,亚里士多德因两代人
同马其顿有牵连,恐遭灾祸,便在朋友协助下逃出雅典。
第二年因病去世。
亚里士多德留下了大量的学术著作,内容涉及到哲学、伦理、历史、逻辑、心理、语言、政治、法律、诗学、经济、教育以及物理、动物、天文等各个学科。
集
中反映其文学理论思想的主要是名著《诗学》。
小组
评价老师
评价
教师
课后
反思
本节课设计之初,计划用两节课完成,通过展示伽
利略研究落体运动的过程和研究思路,启发学生的元认
知思考,教给学生进行科学研究的基本方法。
第一节课
主要预习导学案,第二节课主要进行交流讨论,然而现
实中没有达到目的,表现在学生不知道怎样回答研究型
问题,出现了大量不可预测性问题。
反思结果是预习案的2个问题都超出学生认知水平,学生不会用预习案,没办法只有打破设想,讲了多半节课。
勉强完成目标。
以后上课要先培训上课。