2.6 伽利略对自由落体运动的研究(10.29)

(共29张PPT)
一、对自由落体运动特点研究的结果：
1、自由落体运动的快慢与物体的轻重无关。
2、自由落体运动是初速度为零的匀加速运动。
授之于鱼不如授之于渔
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。
——爱因斯坦
第二章 匀变速直线运动的研究
阅读P45的“绵延两千年的错误”、“逻辑的力量”二部分内容，思考、回答下列问题：
1、伽利略对自由落体运动快慢与物体轻重关系的观点是怎样的？
2、亚里士多德对自由落体运动快慢与物体轻重关系的观点又是怎样的？
3、伽利略怎样证明亚里士多德的观点是错误的？
一、对自由落体运动快慢的两种观点：
（1）假设：重的物体 下落得快
结论2： V12＞8
V1=8
V2=4
结论1：4（3）结论：
（2）分析：两块石头捆在 一起下落的速 度大小？
3、逻辑的力量
世界著名的比
萨斜塔实验证明
物体下落快慢与轻重无关
研究方法：
假设—实验检验
宇宙起源问题？
千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。
——大爆炸理论
阅读P46从“猜想与假设”开始至结束部分内容，思考、回答下列问题：
1、伽利略研究自由落体运动特点的贡献和创造的科学方法是怎样的？
2、伽利略猜想自由落体运动是怎样的一种运动？
3、用实验验证时遇到那些困难？是怎样解决的？
伽利略信念：自然界是简 洁明了的。
1、猜想与假说
物体下落速度
是均匀变化的
（1）速度随时间均匀变化：
（2）速度随位移均匀变化：
例如：每过1s，速度的变化量都是2m/s.
例如：每下落1m，速度的变化量都是2m/s.
位置 0 1 2 3 4 5 6
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
V/（m·s-1） ／ 0.45 0.60 0.74 0.89 1.03 1.19
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二、处理数据——研究瞬时速度随时间变化的
伽利略的实验设计：“冲淡重力”
怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍
助手利用自己的脉搏测时间
伽利略
一些贵族
伽利略设想斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动.
（三）、伽利略对自由落体运动研究的结果
1、自由落体运动的快慢与物体的轻重无关。
2、自由落体运动是初速度为零的匀加速运动。
说明:后人在用伽利略的器材重复他的实验时发现:铜球沿斜滚下,如果斜面倾角超过5°就很能准确计时。伽利略把他的结论外推至90°是需要很大勇气的。
后来，他的外推被实验证实了。
科学思想方法程序图
说明:后人在用伽利略的器材重复他的实验时发现:铜球沿斜滚下,如果斜面倾角超过5°就很能准确计时。伽利略把他的结论外推至90°是需要很大勇气的。后来，他的外推被实验证实了。
实验结论：
①_____________________
②___________________________
小球做匀加速运动
同斜面，质量不同，加速度相同
四
实验验证
8．如何解释常见到的较重的物体下落得比较快的现象？
解释：空气阻力的影响不同。
伽利略在书中写道：“如果完全排除空气的阻力，那么，所有物体将下落得同样快。”
他特别指出：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。
9．伽利略的科学思想方法是怎样的？其核心是什么？人们对他的贡献如何评价？
科学思想方法程序是：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑（包括数学）得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→……
其核心是：把实验和逻辑和谐地结合起来。
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
四
实验验证
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！
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。
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。
生活常识：
重的物体往往比轻的物体先落地
这个观点正确吗？
亚里士多德：　　　　　　　　　　物体下落的快慢由它们的重量决定．
思考:亚里士多德为什么会有错误的认识呢？
思考:为什么这个错误被延续了两千多年？
一 　　　　　绵延两千年的错误
研究方法：观察——思考（直觉）
二 　逻辑的力量
论证了亚里士多德的错误观点: “重物比轻物下落得快”
正确结论:重物与轻物 下落得同样快
伽利略运用逻辑推理的方法
伽利略的研究之路
对现象的
一般观察
提出
假设
运用逻辑
（包括数学）
得出推论
通过实
验对推
论进行
检验
修正
推广
应用
困难一：速度无法直接测量
2
t
x

t1、 x1
t2、 x2
t2=2t1
X2=4x1
突破： 验证推论（间接）
验证方法：
t3=3t1
X3=9x1