伽利略对自由落体运动探究
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
伽利略对自由落体运动的研究PPT精品课件
一、逻辑的力量
V2=4 V1=8
4<v12<8
V12>8
重的快！
一样快！
伽利略
思想观念开始发生变化！
二、伽利略的探究过程
观成正比
运用逻辑 得到推论
实验验证
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
响声次数 实验次数
2
3
4
5
第一次 实验
重点难点突破
【思路解析】 第(1)题，读图可知，图示气压带位于30°附近，应 为副热带高气压带。第(2)题，由地球的自转方向可以判断，图示半 球为北半球，P为北半球西风带。
【答案】 (1)B (2)B
重点难点突破
绿色通道 (1)气压带的成因 ①由于地面冷热不均，引起大气的膨胀上升，或收缩下沉， 从而导致近地面形成低气压区或高气压区的原因，称之为热 力原因。如赤道低气压带和极地高气压带。
2．气压带和风带对气候类型的影响 (1)在单一气压带或风带控制下的气候变化小： ①赤道附近→全年受赤道低压控制→全年高温多雨→热带雨林气 候。
②纬度40°至60°之间的大陆西岸→全年盛行西风→受海洋气团 影响→终年湿润、冬温、夏凉→温带海洋性气候。
重点难点突破
③南北回归线至30°的大陆内部和西岸→全年受副热带 高压或信风带控制→全年干旱少雨→热带沙漠气候。 (2)受气压带和风带交替控制下的气候变化大： ①纬度30°至40°的大陆西岸→夏季受副热带高压控制 →炎热干旱少雨；冬季受西风带控制→温和暖湿多雨→地 中海气候。
重点难点突破
2．全球气压带和风带的特征
重点难点突破
续表
重点难点突破
典例1 下图是以极点为中心的半球示意图，箭头表示地球自转方向。 读图，回答(1)～(2)题。
伽利略对自由落体的研究
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)
二、伽利略的探究过程
1、观察现象
2、猜想与假设 ---逻辑推理 伽利略相信：
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。
随堂练习
1 ． 亚里士多德认为树叶比石块在空中下落得 慢些这个错误结论的原因是( A )
A．树叶比石块轻 B．树叶比石块受到的阻力大
C．树叶和石块物质不同
D．树叶下落得慢受其组成决定
2．宇航员在月球上从同一高度由静止释放一 块石块和一张纸片，则下列说法正确的是( ) C A．石块落地用时少 B．纸片落地用时少
C．石块与纸片同时落地
D．无法比较
3． 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奶骄抗( )
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
4 ．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
2.6伽利略对自由落体 运动的研究
一、历史回顾
落体运动是司空见惯的，看起来不同物体下落的快慢 不同．如一块石头比纸片下落得快，同时掉下来的苹果和 树叶，苹果下落得快．在此经验基础上，古希腊学者亚里 士多德认为：物体下落的快慢是由重量决定的，重的物体 比轻的物体下落得快．因为这一观点符合人们的常识，也 因为亚里士多德在当时的哲学界的权威性，所以这种观点 人们一直奉为经典，长达2 000年之久． 直到 16世纪末，意大利青年学者伽利略开创性地把科 学实验和逻辑推理严谨地结合起来，才真正揭示了落体运 动的规律：在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落得一 样快．
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。
第二章 第5、6节 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究
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结束
解析：(1)根据纸带求加速度，一定要知道长度和时间。时间由打 点计时器直接测量，故不需要秒表；重力加速度的值和物体的质 量无关，因此不需要天平。故选项C正确。 (2)自由落体运动是只在重力作用下从静止开始下落的运动，如果 运动中受到阻力(如空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦力 等)，物体下落的加速度就会变小。 答案：(1)C (2)见解析
(×)
(6)重力加速度的方向总是垂直向下。
(×)
(7)月球上的重力加速度也是 9.8 m/s2。
(×)
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2．合作探究——议一议
结束
(1)在空气中同一高度处由静止同时释放两个大小相同的铜球和棉
球，两小球的落地时间相同吗？为什么？ 提示：不同，同体积铜球质量比棉球大得多，受空气阻力影响较小，而
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结束
1．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：选 D 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
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自由落体运动的规律
结束
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＝v0＋at x＝v0t＋12at2 v2－v02＝2ax
v＝gt ―va0＝ ―＝→g0 h＝12gt2
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。
2.6《伽利略对自由落体运动的研究》课件
断的荒谬，这样间接地否定错误论断的论证手法就
叫归谬法。伽利略推倒亚里士多德的观点应用了此
方法。
学习 目标
思考
1.亚里士多德的观点是：重的物体比轻的物体下落得快。 （√ ） 2.伽利略的观点是：重的物体与轻的物体下落得一样快。 （√ ） 3.伽利略推翻亚里士多德的观点运用了归谬法。
学习 目标
伽利略的研究方法 及其意义 1.伽利略的研究方法 （1）归谬法：运用“归谬法”否定了亚里士多德关 于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断。 （2）提出假设：自由落体运动是一种最简单的变速 运动——匀变速直线运动。 （3）间接验证：由于不能用实验直接验证自由落体
运动是匀变速直线运动，伽利略采用了间接验证的
化相等。
学习 目标
2.数学推理 伽利略通过数学推理发现，如果 v 与 x 成正比，将 会推到出十分复杂的结论，因此他开始转而研究 v
与 t 是否成正比。由于当时技术的限制，无法直接
测定物体的瞬时速度，他根据数学运算，将 v 与 t
的关系转化为了 x 与 t 的关系。但是，物体下落得
很快，当时没有准确的计时工具，无法准确测定物
（2）合理外推
x 不断增大斜面倾角，重复上述实验，得出 2 的值随倾角增大 t 而增大，这说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增
大而增大。当斜面倾角增大到 90°时，小球将做自由落体运
动，是匀加速直线运动。
学习 目标
正确理解“外推法”
“外推”也叫推广应用，伽利略把小球在斜面上的运动推广 到自由落体运动的方法是很巧妙的。不过用外推法得出的结 论不一定都是正确的，现代物理研究中也常用外推法，但用 这种方法得到的结论都要经过实践的验证。
伽利略对自由落体运动的研究
那为什么我们通常观察到的却是下落有先有后呢？
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）
01
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。
添加标题
02
你的观点是什么？
添加标题
03
说明你的理由？（或者举例说明）
添加标题
04
猜想
添加标题
V1=8
V2=4
4<v12<8
01
一、逻辑的力量
V12>8
逻辑的力量
16世纪，意大利的科学家伽利略用假设的方法巧妙地推翻了这种观点。 实验：在比萨斜塔用实验证明了这种观点
思想观念开始发生变化！
伽利略 重的快！ 一样快！
大胆的猜测：
02
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。
下落物体的速度是随时间均匀增加的，即
03
但验证这个结论存在着以下几个难点：
即：瞬时速度V与时间t成正比
为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用） 则：测下落的高度与时间t2成正比
知识
困难一 瞬时速度无法准确测量
观察
思考
冲淡重力
困难二 物体下落很快，很难测定来自同位移的时间 （思维）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。
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，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。
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 2.6伽利略对自由落体运动的研究(共18张PPT)
一、伽利略对自由落体运动的研究
1.基本知识 (1)问题发现 亚里士多德观点：重物下落得 快 ，轻物下落得 慢 。 矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的 结论．
一、伽利略对自由落体运动的研究
逻辑的力量
V2=4 V1=8
4<v12<8
V12>8
一、伽利略对自由落体运动的研究
解决方案：改测位移与时间的关系（从静止开始做匀加速直线运动的物体s∝t2）
一、伽利略对自由落体运动的研究
二二、、竖 竖直直上上抛抛的的②研研究究让方方法法小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从
一、伽利略对自由落体运动的研究
不同起点滚动的位移 时间、位移、瞬时速度、平均速度、加速度
二、竖直上抛的研究方法
一、伽利略对自由落体运动的研究 5.伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法？
对现象的 一般观察
提出 假设
运用逻辑 (包括数学) 得到推论
实验 验证 推论
对假 设进 行修 正和 推广
二、竖直上抛的研究方法
例：某物体以 30m/s 的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取
g＝10m/s2，5s 内物体的( )
伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着θ的增大而增大。
⑤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 匀加速 运动，从而得到了落体运动的
规律．
一、伽利略对自由落体运动的研究
(4)伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包 括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要 素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实 验对推论进行检验→对假说进行修正和推广．
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
探析伽利略研究自由落体运动的科学思维方法
探析伽利略研究自由落体运动的科学思维方法一、归谬法伽利略巧妙的用了一个佯谬否定了亚里士多德得出的“重的物体下落快”的论断，得出一种可能：重物与轻物应该下落的同样快。
二、抽象思维方法抽象即事物主要的、本质的东西联合起来，建立一个轮廓清晰、主题突出的模型，伽利略对自由落体运动的研究就是如此。
在自然状态下，落体运动受空气阻力的干扰，如果要排除空气阻力的干扰，那就需要创设一个真空环境。
于是伽利略运用抽象思维方法，撇开空气阻力的影响，设想在纯重力状态下的落体运动，得出了自由落体运动定律。
其实，伽利略在物理学中的许多成就都可以归功于他能在种种复杂情况下作出抽象，如“理想摆”、“伽利略的理想实验”、及“抛体运动”。
抽象思维方法是他实现科学发现必不可少的条件。
所谓“理想实验”并不是实物实验，而是依据理想化的条件进行推导并想象其结果。
伽利略曾做过让小球沿斜面下滚的实物实验，由于受到了斜面摩擦和空气阻力的作用，从一个斜面滑下冲上另一给斜面，其高度总比原来低。
伽利略设想了一种理想化条件：如果所有阻力减小到零，小球就会上升到原来的高度，这就是伽利略著名的“理想实验”。
三、实验与数学相统一物理是一门以实验为基础的科学，在伽利略以前的不少思想家也指出过实验的重要性，但伽利略与他们不同，他所着眼的不是对自然界的单纯观察，而是有计划的进行实验，在做实验时，研究者就像在向自然界提出他们感兴趣的问题并且得到回答一样。
伽利略认为，理论和自然是否相符，必须由“选择得当的实验”来判断。
及时对那些已经公开的观点也得采用实验法加以探究。
伽利略认为，在对自然界进行实验研究的过程中，必须同时运用数学计算法，所以他特别重视实验的定量分析。
伽利略深信，“自然界”这本“书”使用数学语言写成的，不懂得数学语言，就不能揭开自然界的奥秘。
在对自由落体运动的研究中，伽利略曾大胆地猜测，落体运动是一种最简单的变速运动，即下落物体的速度是随着时间均匀增大的，即v∝t,他也想通过实验来验证，但是如何解决时间的测量问题是个难题。
2.6伽利略对自由落体运动的研究(共20张PPT)
例关系同样成立，只是这个常数随着θ的增
大而增大。
一一、、伽伽利利略略的的探探究究过过程程
4、实验验证
实验一：验证质量与速度没有关系
实验二：初速度为零时验证位移与时间的二 次方成正比
第一次实验(小倾角） 第二次实验（大倾角）
t（s） t2
X(m)
t（s） t2
X(m)
伽利略重复了上百多次实验，结果都是这样，于 是伽利略就下结论：小球沿着斜面的确是匀加速 运动，并且斜面的倾角越大，斜面的加速度就越 大。
但是到这地方就有疑问了，这毕竟是小球在斜面 上，它不是物体的自由落体运动啊，怎样用斜面 的规律来讨论自由落体运动的规律呢？
5、合理外推
X 合理外推：随着倾角的增大，t2 的数值在增
大。当θ=90度时，即物体竖直下落，这个关 系也成立，这时的常数K最大。
需要很大的勇气
实验结论
外推至90度就是我们前 面学习的自由落体运动！
一、伽利略的探究过程
1、对现象的一般观察
伽利略的智慧首先表现在能从新的角度思 考问题，提出一个问题往往比解决一个问 题更重要，他需要创造性的想象力。
轻重不同的物体下落的一样快， 应该遵循同样的规律。
一、伽利略的探究过程
2、提出假设
假设一 速度变化与位移成正比
自然界是简单的，一切运动都是以最简单 的秩序进行的—— 伽利略
斜面倾下滑做的是匀变速直线运动
物体下滑与质量无关
伽利略在寻找自由落体运动中使用的科学研究方法
x∝ t2
外推至 落体运动
对推论 进行检验
对假说修 正和推广
落体 运动?
逻辑(数学) 得出推论
提出假设
对现象的 一般观察
v∝ t
伽利略对自由落体运动的研究 课件
(3)大小:在地球上其大小随地理纬度的增加而_增__大__, 在赤道上_最__小__,两极处_最__大__,一般计算中,常取g= _9_._8_m_/_s_2 或g=_1_0_m_/_s_2 。
3.自由落体运动规律: (1)自由落体运动的实质:初速度v0=_0_,加速度a=_g_的 _匀__加__速__直__线__运动。
gt
1 gt2 2
2gh
4.伽利略对自由落体运动的研究: (1)伽利略的观点:重物与轻物下落得_同__样__快__。 (2)猜想:自由落体运动一定是一种最简单的变速运动, 它的速度应该是相对时间_均__匀__变化的。 (3)假设:落体运动的速度v与时间t成_正__比__。
(4)实验验证:让铜球沿阻力很小的斜面滚下,测出小球 从不同起点滚动的_位__移__x_和_所__用__的__时__间__t_。 ①斜面倾角一定时,小球做_匀__加__速__直__线__运动。 ②改变小球的质量,只要倾角一定,小球的加速度都是 _相__同__的。 ③增大斜面倾角,小球的加速度_增__大__。
1 2
10
12
m＝5
m
因为从开始运动起前9s内的位移为
h9＝
1 2
gt
92＝
1 2
10
92
m＝405
m
所以最后1s内的位移为Δh=h-h9=500m-405 m=95
m。
答案:(1)10s (2)5 m 95 m
主题三 伽利略对自由落体运动的研究 【问题探究】 1.伽利略对落体运动进行了怎样的猜想? 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,也可能是速度与 位移成正比。
(1)将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放,如 图甲。纸片和金属球哪个先落地?为什么? 提示:金属球先落地,因为空气阻力对纸片下落快慢的 影响比对金属球下落快慢的影响大。
伽利略对落体运动的研究
1971年，“阿波罗15号”宇航员斯科 特在月球表面让一根羽毛和一柄锤头
同时落下，印证着伽利略的伟大
伽利略的研究方法
• (1)运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物 体下落快、轻的物体下落慢的论断．
• (2)伽利略猜想落体是一种最简单的变速运动，即 速度应该是均匀变化的．
将自由落体运动的问题转向探 究物体在斜面运动的问题。
实验证明：当
定义为匀变速羊皮纸， 平滑
圆、硬、光滑的黄 铜球 抬高H，2H，发现 滚下时间相差不超 过脉搏的1/10 滚1/4，1/2，2/3， 3/4重复了100次 结论：S/T2成正比
如果不断加大倾斜角度，其比值：s/t2仍然保持 不变，则可以外推至倾角为90°，其比值也保持不 变。
亚里士多德观点
• 两个物体同时在相同高度 自由释放,重的物理比轻的 先掉地上。 这符合人们的经验常识， 所以统治人们思想长达 2000多年
伽利略观点
1638年，意大利科学 家伽利略提出了质疑， 从亚里士多德的理论 出发提出了两个矛盾 的结论。
伽利略在《两种新科学的对话》一 书中指出，尽管大球和小球未同时落 地，但先后仅相差两指宽。这细微的 差异他认为是空气阻力引起的。他推 断轻重物体下落的速度不受其所受重 力大小的影响。
两种可能性①②速速度度υυ与与时位间移tx成成正正比比
• (3)由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动， 伽利略采用了间接验证的方法：
• ①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x∝t2.
• ②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2， 是匀变速直线运动．
• ③伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90°的 情况，成为自由落体．
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。
《伽利略对自由落体运动的研究》的教案
《伽利略对自由落体运动的研究》的教案一、教学目标1.理解伽利略对自由落体运动的研究过程及其贡献。
2.掌握自由落体运动的基本概念和特点。
3.培养学生的实验探究能力和科学思维能力。
二、教学重点与难点1.教学重点：伽利略对自由落体运动的研究过程、自由落体运动的基本概念。
2.教学难点：自由落体运动的实验探究方法、伽利略实验的原理及数据分析。
三、教学准备1.教学工具：PPT、实验器材、黑板、粉笔。
2.教学资源：伽利略生平简介、自由落体运动相关资料。
四、教学过程第一课时1.导入谈论生活中常见的自由落体现象，如苹果落地、雨滴等。
提问：同学们，你们知道自由落体运动吗？它是如何产生的？2.伽利略简介介绍伽利略的生平和贡献，让学生了解这位伟大的科学家。
强调伽利略敢于质疑权威、勇于创新的精神。
3.自由落体运动的概念解释自由落体运动的定义：物体仅在重力作用下从静止开始下落的运动。
举例说明自由落体运动的特点，如不考虑空气阻力，所有物体在同一地点自由落体的加速度相同。
4.伽利略的实验探究介绍伽利略的实验过程：从斜面实验到自由落体实验。
分析伽利略实验的数据，得出自由落体运动的规律。
5.课堂小结布置作业：让学生查阅资料，了解其他科学家对自由落体运动的研究。
第二课时1.复习导入回顾上节课的内容，提问：同学们，上节课我们学习了伽利略对自由落体运动的研究，你们能简要介绍一下吗？2.自由落体运动的实验探究分析伽利略实验的原理，让学生了解实验设计的重要性。
讨论如何改进实验，提高实验的精度。
3.自由落体运动的应用介绍自由落体运动在现实生活中的应用，如抛物线运动、地球引力等。
引导学生思考：如何利用自由落体运动解决实际问题？4.课堂小结第三课时1.复习导入回顾上节课的内容，提问：同学们，上节课我们学习了自由落体运动的实验探究，你们能分享一下自己的实验设计吗？2.学生实验分享邀请几名学生分享自己的实验设计，其他学生进行评价和讨论。
教师点评学生的实验设计，给予鼓励和指导。
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伽利略对自由落体运动探究
晋江市永和中学缪于清
【教学目标】
1、知识和技能：
①通过学习进一步理解自由落体运动规律
②学习认识伽利略的科学研究方法-----理想实验方法。
2、过程和方法：
通过实验、观察、讨论的方法，培养学生的提出问题和积极寻找解决问题方法并自行自主探究的意识。
3、情感态度和价值观：
体会伽利略克服困难研究自由落体运动的思路和方法，并学习科学家不迷信权威勇于探索的精神。
【教学重点】①跨越时空的两位学者的对话；②引导学生沿伽利略当年克服实验备件困难转向研究落体运动中位移与时间平方是否成正比的方法上进行问题探究过程。
【教学难点】如何引导学生想到在实验条件缺乏条件下用斜面减小加速度延长测量时间的方法。
【设计思路】通过游戏引出研究话题，把研究性学习触入物理课堂，使学生尝受研究过程中的困难，以激发他们去积极思考解决的方法突破难点，通过师生实验互动探究突出重点。
【教具】多媒体教学系统，小钢球，铝合金导轨，米尺、小球、秒表各28组。
【教学过程】。