人教版 高一物理 必修一 第二章：2.6伽利略对自由落体运动的研究 20张PPT

(共21张PPT)
2.6
伽利略对自由落体的研究
?亚里士多德
Aristotle
（前384-前322）
亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。是柏拉图的学生，亚历山大的老师。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物。
?体会
生活常识：
重的物体往往比轻的物体先落地
结论
物体下落的快慢由它们的重量决定
这个观点正确吗？
一样快！
跨越时空的对话
亚里士多德
(Aristotle，前384—322)
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
重的快！
?伽利略·伽利莱
Galileo
Galilia
(1564-1642)
伽利略是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。
他是为维护真理而进行不屈不挠斗争的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。
逻辑的力量
v1=8
v2=4
v12>8
4伽利略认为：
重物与轻物应该下落得同样快。
?
推翻此观点
?猜想与假说
自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。速度应该是均匀变化的。
伽利略
两种可能：
1、速度随位移的变化是均匀的
2、速度随时间的变化是均匀的
被否定
?实验验证
困难一：速度无法直接测量
突破：
间接验证
若v0＝0,且
必有
数学推导
?实验验证
困难二：落体运动时间太快，无法准确测量
突破：
“冲淡”重力，使其加速度减小
?伽利略设计的斜面
在一平木板中央开一条槽，在槽中铺一层光滑的牛皮纸。
?实验验证
?
质量不同的小球同一斜面下落，加速度相同
?
增大斜面倾角，加速度变大,质量不同小球加速度仍相同
?合理外推
质量不同的小球同一斜面下落，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90°,
就是自由落体运动！
如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。
?修正和推广
在科学研究中，懂得忽略什么，有时比懂得重视什么同样重要
——伽利略
对现象的
一般观察
提出假设
逻辑(数学)
得出推论
实验对推论
进行检验
对假说修
正和推广
伽利略的科学方法
?超越伽利略
?
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，就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。
?
现代研究落体运动的方法
：
1、“自由落体频闪照片”求加速度
2、用打点计时器研究纸带求出加速度
3、其它方法（测速计等）
探究自由落体运动的推论
推论一：T秒末的瞬时速度比(V=gt)
第1秒末的速度
V1=
第2秒末的速度
V2=
第3秒末的速度
V3=
第4秒末的速度
V4=
……
第n秒末的速度
Vn=
V1：V2：V3：V4：…:Vn=1:2:3:4:…:n
g
2g
3g
4g
…
ng
推论二:前n秒内平均速度比（V=gt/2）
前1秒内的平均速度V1=g/2
前2秒内的平均速度V2=g
前3秒内的平均速度V3=3g/2
前4秒内的平均速度V4=2g
……
前n秒内的平均速度Vn=ng/2
V1:V2:V3:V4：…:Vn=1/2:1:3/2:2:…:n/2
推论三:前n秒内的位移比（h=gt2/2）
前1秒内的位移h1=g/2
前2秒内的位移h2=4g/2
前3秒内的位移h3=9g/2
前4秒内的位移h4=16g/2
……
前n秒内的位移hn=n2g/2
h1:h2：h3:h4:…:hn=1:22:32:42:…:n2
推论四：第n秒内的位移比（h=gt2/2）
第1秒内的位移h1=g/2
第2秒内的位移h2=3g/2
第3秒内的位移h3=5g/2
第4秒内的位移h4=7g/2
……
第n秒内的位移hn=(2n-1)g/2
h1:h2:h3:h4:…:hn=1:3:5:7:…(2n-1)
例题
从离地面80m的空中自由下落一个小球，取
g=10m／s2
，
求：（1）经过多长时间落到地面？
（2）自开始下落时，在第1s内的位
移、最后1s内的位移。
（3）下落时间为总时间的一半时的
位移。