人教版必修1 2.6伽利略对自由落体运动的研究(共41张PPT)

课 题
1.阅读教材P46的阅读材料： 《伽利略对自观点是错误的？
假设：重的物体下落得快
V2=4
V1=8
4<V12<8
V12＞8
二 伽利略运用逻辑推理的方法
逻 辑 的
论证了亚里士多德的错误观 点: “重物比轻物下落得快”
力
量 伽利略认为:重物与轻
物下落得同样快
世界著名的比 萨斜塔实验证明
物体下落快慢 与轻重无关
P45 . 4
及
时
反
馈
讨论：
学完了这一课, 你有什么想法? 体会? 启发？
伽利略科学思想的成就
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。
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理 方法，是人类思想史上最伟大的成就之一， 而且标志着物理学的真正开端。
——爱因斯坦
真正的物理学开始了……
绵
重的物体往往比轻的物体先落地
延
两 亚里士多德：
这个观点 正确吗？
千 物体下落的快慢由它们的重量决定．
年
的 思考:亚里士多德为什么会有错误的认识呢？
错 误
研究方法：观察——思考（直觉）
思考:为什么这个错误被延续了两千多年？
因为他的这一论断符人们的常识！
伽 利 略
伽利略
物理学家、天文学家
伽利略的发现 以及他所应用的科 学的推理方法，是 人类思想史上最伟 大的成就之一，而 且标志着物理学的 真正开端。
2、用频闪照片
3、用光电计时器（测速计等）
十 大 最 美 丽 物 理 实 验
对 伽 利 略 的 审 判
为了纪念伽利略的 伟大贡献，1993年4月8 日，来自世界各地的科 学家把木球、铝球、塑 料球等不同材料制成的 小球从比萨斜塔上44 m 高处同时静止释放，用 精密电子仪器和摄像机 记录，结果发现所有小 球 落地 。
突破：
实
间接验证
验 验
若v0＝0,且
vt
v0 0
t1 x1 t1 3xx21
证
必有 x t 2
t1 5xx31
四 困难二：
落体运动时间太短，无法准确测量
实 突破：
验
“冲淡”重力，使其加速度减小
验 （思维）为了减缓物体下落速度， 证 伽利略设计了著名的“冲淡重力”
的斜面实验
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
人教课标版高中物理必修①
第二章 匀变速直线运动的研究
6
伽利略对自由落体运动的研究
(重走大师之路 体验科学方法)
“ 有一个基 本问题，几千年 来都因为它太复 杂而含糊不清， 这就是运动的问 题…”
—爱因斯坦
最早研究运动问题的，大概要算是。。。。。。
他的全部作品有47部留存。
他
是
他的著作包括天文学、
三
自然界是简单的，
猜 自然界的规律也是简单的。
想 物体下落速度
与 假
是均匀变化的
说
伽利略
三 物体下落速度
猜 是均匀变化的。
想
与
伽利略
假 随时间均匀变？ 说 随位移均匀变？
假设： 1、v∝t 2、v∝x
思考： 伽利略在实验过程
中遇到了怎样的困难， 他又是怎样克服的？
四 困难一：瞬时速度无法直接测量
——爱因斯坦
德国著名物理学家玻恩说：“我
荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我 所发表的著作里包括了一个自然现象的发 现,倒不如说是因为那里面包括一个关于 自然现象的新思想方法基础的发现.”
伽利略已死去三百多年,他所发现的自由 落体规律在物理学知识的长河中所占比例 愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学 方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了 比自由落体规律高出千百倍的财富。
研究方法：
观察—逻辑推理 ——实验（对比实验）
思考： 伽利略在研究落体运动过程 中首先遇到了什么困难？
没有描述运动的概念
思考： 伽利略作出了大胆的科学猜 想，猜想的内容是什么？
猜想与假说
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。
运用逻辑 得出结论
五 伽 利 略 的 科 学 方 法
落体 运动?
对现象的 一般观察
伽利略的科学方法
x∝ t2
外推至 落体运动
对推论 进行检验
对假说修 正和推广
逻辑(数学) 得出推论
提出假设
v∝ t
小球在斜面 上运动实验
超 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”， 越 可以对落体运动精确地“计时”、“定位”， 伽 直接研究落体运动的性质。 利 现代研究落体运动的方法 ： 略 1、用打点计时器
如何理解这“两
指宽”？
修正和推广
如果完全排除空气阻力，那么，所 有物体下落都将一样快。
在科学研究中，懂得忽略什么，有 时与懂得重视什么同等重要。
——伽利略
结论
自由落体运动是:
v0＝0的匀加速直线运动，
且所有物体下落的加速度 都相同。
伽
利
略
的
研
究
之
提出
路
假设
对现象的 一般观察
修正 推广
实验 验证
谁？
动物学、地理学、地质学、
物理学、解剖学、生理学、
伦理学、心理学、经济学、
政治学、修辞学、美学。
黑格尔：他是历史上最多才、最渊博的科学天 才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……
马克思、恩格斯： 古希腊著名的思想家和哲学家 在西方被称为“最博学的人” 古代最伟大的思想家
亚里士多德
一 生活常识：
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
四
实 验 实验器材、过程 验 实验结论： 证 ①____小__球_做__匀__加__速__运__动____
②__同_斜__面__，__质__量_不__同__，__加__速__度_相__同__
四
实 验 验 证 质量不同,同斜面,加速度相同
增大斜面倾角,加速度变大; 质量不同,加速度仍相同
合 理 外 推 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 →
倾角900,就是自由落体运动！
合理外推
困难三 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？
合。理当外θ=推90：0时随，着即θ物的体增竖大直，下tx落2 的时数，值这在个增关大 系也应该成立，这时的数值最大。
思考：
为什么说伽利略把他的结论外 推到900需要很大的勇气？
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。因 为这个原因，对于新发现的规律不能 有百分之百的把握。
修
伽利略在《两种 新科学的对话》中
正 提到：“重球与轻
球在落地时相差两
指的宽度”