2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第二章第6节伽利略对自由落体运动的研究课时学案

第6节 伽利略对自由落体运动的研究
1.了解伽利略研究自由落体运动的实验过程，领会伽利略在研究过程中使用的一些科学思维方法。
2.通过历史回顾，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重要作用。
1.绵延两千年的错误：亚里士多德根据平常 ( http: / / www.21cnjy.com )观察到的落体现象得出了结论： 的物体比 的物体下落得快，这一结论在其后两千年的时间里，被人们奉为经典。
2.逻辑的力量：
(1)伽利略利用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断，得出了 的结论，使亚里士多德的理论陷入了困境。
(2)伽利略对落体现象提出了一种新的观点：重物与轻物下落得 。
3.伽利略的猜想与假说
(1)运动性质的猜想与假设
伽利略认为自由落体运动是一种最简单的变速运 ( http: / / www.21cnjy.com )动，他设想最简单的变速运动的速度应该是 的，由此，他提出了自由落体运动是 运动的假说。
(2)速度均匀变化的猜想与假设
对于速度的均匀变化，他考虑了两种可能：一种 ( http: / / www.21cnjy.com )是速度的变化对 来说是均匀的，即经过相等的 ，速度的变化相等;另一种是速度的变化对 来说是均匀的，即经过相等的 ，速度的变化相等。
4.伽利略的实验与推理
(1)实验验证：伽利略让铜 ( http: / / www.21cnjy.com )球在近似光滑的斜面上滚下进行实验，验证了铜球通过的位移与所用时间的关系为 ，同时说明了物体在光滑斜面上的运动是 运动。
(2)将斜面倾角外推到90°，此时物体做自由落体运动，从而说明自由落体运动是 运动。
1.(单选)在物理学的发展历程中，下面 ( http: / / www.21cnjy.com )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念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理有机地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展( )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.牛顿 D.爱因斯坦
2.(单选)伽利略用巧妙的推理推翻 ( http: / / www.21cnjy.com )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( )
A.数学推演 B.实验验证
C.猜想与假设 D.逻辑推理
一、绵延两千年的错误
阅读教材第46页“绵延两千年的错误”的内容，回答以下问题。
1.亚里士多德认为物体的下落遵循什么规律？
2.造成这一错误观点的原因是什么？
二、逻辑的力量
阅读教材第46页“逻辑的力量”的内容，回答以下问题。
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？
2.伽利略认为物体的下落遵循什么规律？
三、猜想与假说
阅读教材第46、47页“猜想与假说”的内容，回答以下问题。
1.伽利略为了研究落体运动的规律首先建立了哪些概念？
2.伽利略对落体运动作了怎样的猜想？
3.伽利略对“速度均匀变化”提出了怎样的假说？
四、实验验证
阅读教材第47、48页“实验验证”的内容，回答以下问题。
1.伽利略对“速度均匀变化”的两种假说哪一种是简单的？
2.伽利略用实验检验 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 与成正比时遇到了什么困难？是如何解决的？
3.伽利略利用斜面实验得出了什么结论？
4.伽利略斜面实验在增大斜面倾角时，小球的加速度如何变化？
5. 伽利略如何根据斜面实验得出所有物体下落的加速度都是一样的？
6.伽利略的科学方法的核心是什么？
例 (单选)伽利略用实验验证的最大困难是( )
A.不能很准确地测定下落的距离
B.不能测出下落物体的瞬时速度
C.当时没有测量时间的仪器
D.当时没有记录落体运动的数码相机
1.(多选)一同学摇动苹果树，在同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面，苹果先着地，下列说法中正确的是( )
A.苹果和树叶做的都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
C.苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地
2.(单选)关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是( )
A.伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同
B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的二次方成正比
D.伽利略用小球在斜面上运动验证了运动速度与位移成正比
3.为了测量一楼的高度，某人设计了如下实验：在一根长为 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执绳上端无初速度释放使其自由落下，另一人在楼下测量两球落地的时间差Δ，即可根据 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 、Δ、 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 得出楼的高度。(不计空气阻力)
(1)从原理上讲，这个方案是否正确？
(2)从实际测量来看，你估计最大困难是什么？
(3)若测得=10 m，Δ QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) =0.4 s，取10 ，估算楼的高度。
亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学 ( http: / / www.21cnjy.com )家，但他在物理学方面的结论：如物体的运动需要力来维持，重的物体比轻的物体下落得快等，都是错误的。这是为什么呢？
自我检测参考答案
1. B 2.C