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。
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。
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
首页
上一页
下一页
末页
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。
(×)
首页
上一页
下一页
末页
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
首页
上一页
下一页
末页
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
首页
上一页
下一页
末页
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
第二章 5自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究
答案
返回
一、自由落体运动规律的应用
(1)落到地面所用的时间； 解析
典例精析
例1 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g＝10 m/s2，求小球：
由x＝500 m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地所用
时间，根据运动时间，可算出第1 s内的位移.最后1 s内的位移是下落总位
移和前(n－1) s下落位移之差.
(2)实质：自由落体运动是初速度为 零 、加速度为g的 匀加速 直线运动，
它只是匀变速直线运动的特例.
答案
即学即用
(多选)小鹏摇动苹果树，一个苹果和一片树叶从同一高度同时从静止下 落，发现苹果先落地，下列说法正确的是( A.苹果和树叶都是自由落体运动 B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动 C.苹果的运动可以看成是自由落体运动，树叶的运动则不能看成是自由 落体运动 D.假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地 )
答案
1
2
3
4
2.关于自由落体运动，下列说法正确的是(
A.自由落体运动是一种匀速直线运动
)
B.物体刚下落时，速度和加速度都为零
C.物体的质量越大，下落时加速度就越大
D.当地重力加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速
度都增加9.8 m/s
解析答案
1
2
3
4
t 3.一物体从 H 高处自由下落，经时间 t 落地，则当它下落 时，离地的高 2 度为( H A. 2 ) H B. 4 3H C. 4 3H D. 2
G.复写纸
H.铁架台
I.游标卡尺
照相底片
J.重物
K.刻度尺
L.直径为1 cm的钢球
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。
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。
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 。
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。
2.6伽利略对自由落体
解: ( 3 2) : ( 2 1) :1
湖南长郡卫星远程学校
初速度为零的匀变速直线运动的物体在连续相 同时间内平均速度之比为: v1:v2:v3 ∶… :vn = 1 ∶ 3 ∶5∶…∶(2n－1)
湖南长郡卫星远程学校
4．速度为零的匀加速直线运动的物体经历连续相 同的位移所需时间之比，即 ：
t1 : t2 : t3 : 1 : ( 2 1) : ( 3 2 ) :
湖南长郡卫星远程学校
结论外推
后人用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度就很难准确计时了。 伽利略把他的结论外推至90度是需要很大勇气的，后 来他的外推被证实了！
湖南长郡卫星远程学校
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。
湖南长郡卫星远程学校
v0 v v v v vx 与 t 2 2 2 2
2 0 2
匀变速直线运动中间位置与中间时 刻的速度大小的比较
那个大？
解: 方法一:公式法
v v v v 2v0 v v v 2 4
2 x 2 2 t 2 2 0 2 2 0 2 2 v0 v 2 2v0 v (v0 v ) 2 0 4 4
10 vt v 5m / s 2 2
湖南长郡卫星远程学校
某过程中间位置的瞬时速度
注意：前后两段加速度a是一样的。
x 2
v0xΒιβλιοθήκη 2vx 2
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
4<v12<8
V12>8
物体下落的快慢 由物体的重力决定, 物体越重下落的越快。
公元前4世纪的古希 腊哲学家
——亚里士多德
你错了！
物体下落过程 中的运动情况 与物体的质量 无关。
意大利物理学家、 天文学家
——伽利略
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 1
为了测量重锤下落的加速度的数值,上述仪 器中必须有的是A__、__D_、__E_ (填字母代号),实验是 通过研究重锤做__自__由__落__体____运动来测量重锤 下落加速度的。
把重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计 时器,当重锤自由下落时,打点计时器在纸带上 打出一系列的点。取连续清晰的7个点,用刻度 尺测出第2、3、4、5、6、7各点与第1点的距 离d如下表所示：
球做自由落体运动是速度随时间均匀变化。
对假说进行修正和推广：如果没有空气阻力, 重物与轻物下落得一样快。
伽利略
一些贵族
助手利用自己 的脉搏测时间
怀疑者在翻阅 亚里士多德的
书籍
伽利略的研究之路
修正 推广
实验 验证
提出 假设
运用逻辑 得出结论
对现象的 一般观察
十大最美丽物理实验
课堂小结
1.了解伽利略研究自由落体运动的核心思想。 2.明白单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会 导致新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、 假设与直觉。 3.学习伽利略用于探索,坚持真理的高尚情操。
（2）逻辑的力量
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？伽利略是 怎样论证亚里士多德的观点是错误的？
比萨科塔。传 说伽利略在此做过 落体实验,但后来 又被严谨的考证否 定了。尽管如此, 来自世界各地的人 们都要前往参观, 他们把这座古塔看 做伽利略的纪念碑。
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。
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；
/ 刷票
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《伽利略对自由落体运动的研究》教案
高一物理组：陈菊波
一、教材分析
本节课的突出特点是重视科学研究的过程和方法，例如用反证法使来里士多德的观点自相矛盾，用猜想与假说，数学推理，实验验证，合理外推的科学方法研究自由落体运动的规律。
二、学情分析
1、学生已有知识
通过本章前几节的学习，学生已经知道了匀变速直线运动的基本规律和研究方法，会利用规律分析和解决一些简单的运动的问题。
2、学生欠缺之处
对于物理规律的发展并没有太多的了解，不知道一些简单的物理规律在以前是怎样被总结出来的。
在思考物理现象时，还是比较容易受主观经验的影响，对物理规律有所怀疑或还没形成物理思维。
对物理问题的思考缺少严密的推理。
三、教学目标
1、知识与技能
(1)初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用；
(2)了解两位伟大科学家的生平和主要经历；
(3)知道伽利略对自由落体运动的研究方法。
2、过程与方法
(1)学会自己查找资料学习物理学史的方法；
(2)通过伽利略对自由落体运动现象的研究体验科学的研究方法；
3、情感态度与价值观
(1)学习科学家们对知识敢于质疑的勇气；
(2)学习科学家们科学研究的执著精神；
(3)通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣；
(4)通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需
要几代人的不懈努力；
四、教学重点、难点
重点：伽利略对落体问题的逻辑推理。
教学策略：通过观察、思考、讨论
难点：伽利略的验证性实验的设计；伽利略的理想外推。
教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点。
五、教学资源 : 斜面；小球；砖头；秒表；刻度尺。
六、课时安排：1课时
七、教学过程
复习导入新课
上一节课学习了自由落体运动，什么是自由落体运动?自由落体运动有哪些规律?
学生回忆并回答．
物体的下落快慢和重力没有关系的结论在今天看来似乎并不难以接受．但这个结论却是伽利略在经历了长时间的思考和实践后才得出的．今天我们就要一起来回顾伽利略的研究过程。
推进新课
(一)、绵延两千年的错误
人们日常生活的经验告诉我们，重的物体下落总是比较快．比如：树上的一个苹果和一片树叶同时从树上同一高度掉下来，一定是苹果先落地：所以在16世纪以前，以亚里士多德为代表的学者认为物体下落的快慢由物体的重力决定，物体越重下落越快．由于亚里士多德在各方面的突出成就，人们将他的观点奉为经典，当时的教科书上这样写，众多学者也认同．虽然也有人表示怀疑，但由于教会利用他的结论，进行神化处理，所以大家都不敢对这一观点发出公开的质疑．
直到文艺复兴时期，才由伽利略通过推理的方法研究下落运动的规律并发表．之后伽利略也由于他的著作而受到教会的迫害，被判处终身监禁，著作也被列为禁书．
点评：通过讲述以上内容使学生明白科学发展的道路并不是一帆风顺的，但科学终究要向前发展．培养学生敢于追求真理的无畏精神．
问题探究
1．伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论的呢?
2．通过探究该问题，培养学生探求知识的能力，体会伽利略有关实验的科学思想和方法．
3．学生根据课本提供的内容和事先查阅的资料分组讨论，小组推选一位同学发表讨论结果．
教师总结：伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论．
1．展示图片和资料．
2．课件模拟不同倾角的斜面实验．
3．钱羽管(牛顿管)演示实验．’
( 二)、逻辑的力量
问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?
猜想：既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关，那么为什么在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢不同呢?我们能否猜想是由于空气阻力的作用造成的呢?如：没有空气阻力将会怎样呢?‘学生讨论后回答．
(三)、猜想与假说
展示课件，提出问题：
1．伽利略研究落体运动首先应解决的问题是什么?
2．伽利略作了怎样的猜想?
学生阅读课文，思考问题，小组讨论，选代表回答。
首先定义匀速运动，表明时间与通过的空间的比例关系．然后再定义匀加速运动，用于表述时间与速度的关系．但在没有进行数学推导和实验研究之前，他对匀加速运动的认识十分模糊．
设想有两个:一个是速度的变化对时间来说是均匀的，即 V与T 成正比。
另一种:是速度的变化对位移来说是均匀的，即 X与T 成正比．
后来发现，如果 X与 T成正比，将推导出荒谬的结论．所以伽利略的精力集中在与成正比的研究上．
(四)、伽利略猜想的实验验证
猜想毕竟是猜想，是否正确，是否具有指导意义，还需要验证．
展示问题：伽利略遇到了什么困难?如何解决的?
(学生仔细阅读后讨论，得出)
1．困难之一：无法测量瞬时速度．
解决方案：借助于数学推理得出从静止开始做匀加速直线运动的物体，通过的位移与时间的平方成正比．
2．困难之二：没有准确的计时工具，无法测定像自由落体这样较短的时间．解决方案：设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验．
经过多次实验发现，虽然不断改变斜面的倾斜度，但得到的结果有共同点：小球经过的距离的比值等于经过这些距离对应所用时间间隔的平方之比．伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到90度时，实验结论仍应成立，此即竖直落体运动．至此，伽利略就完成了对自由落体这动的研究．
虽然当时伽利略已经意识到空气的阻力将影响物体的下落，但是由于科学发展和仪器设备的限制，当时仍然没有办法用实验手段得到真空，所以并不能真正地完成一个自由落体
问题：伽利略是怎样建立自己的理论的呢？
学生思考．回答：伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论．
1．运用推理方法，使亚里士多德的结论陷入矛盾中．
2．运用理想模型，猜想落体运动的规律．
3．运用数学方法，推导自由落体运动的数学表达式以及可以直接测定的物理量之间的函数关系．
4．运用实验方法，对自由落体运动定律进行实验验证．
(五)、伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法．请同学们总结本节内容，归纳这种科学方法．
同学讨论归纳：对现象的一般观察一提出假设一运用逻辑得出推论一实验进行检验一对假设进行修正和推广……
板书设计
6.2 伽利略对自由落体运动的研究
认识两位科学家。
亚里士多德VS 伽利略
伽利略的科学方法。
①观察现象（提出问题：重的物体下落快？）
②提出假设（v~t）
③逻辑（数学）推理得出推论（S~t2）。
④对推论验证（斜面实验）。
⑤对假说修正和推广（把斜面倾角增加至90度）。
课堂小结
伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空隙，伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。
通过解决此问题体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度，帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论．
而且伽利略不迷信权威，对待问题勤于思考，敢于提出问题、挑战权威，不畏强权的精神也是我们应为之喝彩并学习的．。