2.1 伽利略对落体运动的研究 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

伽利略对落体运动的研究（第二课时） 一、为何从落体运动开始研究？ 三、下落快慢的影响因素是什么？ 二、如何开展对落体运动的研究？ 四、如何研究自由落体运动的规律？ 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 观察现象 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 提出问题 当一块原来静止的石头从高处落下的速度连续增加时，为什么不应当相信速度以一种简单的、人们最容易理解的方式增加呢? 速度随什么物理量增加？ 速度随时间均匀增加？ 速度随位移均匀增加？ 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 猜想假设 观察现象 提出问题 得出结论 猜想假设 提出问题 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 猜想假设 F = ma E = mc2 W = Fs t 速度随时间均匀增加？ 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 简洁美 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 c'c 猜想假设 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 转化 时间 ？ 面临困难 时间 速度 x 转化 解决办法 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 脉搏 水钟 面临困难 时间 速度 x 转化 解决办法 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 时间 水钟 时间 水钟 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 面临困难 时间 速度 x 转化 解决办法 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 面临困难 时间 速度 v x 转化 解决办法 竖直下落 沿斜面运动 转化 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 伽利略实验装置的复制品 铜球 1604年伽利略做斜面实验的一页手稿 t2 t x 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 64 8 2104 伽利略手稿中的数据 t2 t x 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 64 8 2104 伽利略手稿中的数据 x t2 O x t2 O 更换不同质量的小球，C 的值仍然不变。 1 2 3 斜面的倾角越大，常量C 的值也越大。 斜面的倾角一定，C 的值不变。 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 c'c 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 得出结论 实验证实：小球在斜面上做的是从静止开始的、 速度随时间均匀增加的运动。 实验证实：小球在斜面上做的是从静止开始的、 速度随时间均匀增加的运动。 自由落体运动 如何利用斜面实验的结果来说明自由落体运动的规律? 与质量m无关 外推 2.自由落体运动 1.落体运动 特征： 轨迹竖直向下 由静止开始 受到重力和阻力 ——理想模型 物体只在重力作用下 从静止开始下落的运动 条件 具有相同的运动规律 一、为何从落体运动开始研究？ 三、下落快慢的影响因素是什么？ 二、如何开展对落体运动的研究？ 四、如何研究自由落体运动的规律？ 五、自由落体运动模型的实际意义？ 真空中的羽毛 空气中的铁球 空气中的铁球 VS 真空中的羽毛 问题：下落的铁球运动能不能看成自由落体运动呢？ 小峰 可以近似看成自由落体运动。 羽毛就是做自由落体运动， 铁球的运动，接近一个标准的自由落体运动, 说明 f 可忽略不计。 空气中的铁球 VS 真空中的羽毛 问题：下落的铁球运动能不能看成自由落体运动呢？ 初始位置 G f 近似成自由落体运动 f << G f 次要因素 主要因素 G 近似为 自由落体运动 近似为 匀速直线运动 建立模型 由静止开始下落，过程中f <<G ， 落体运动可近似为自由落体运动。 1.落体运动 2.自由落体运动 ——理想模型 物体只在重力作用下 从静止开始下落的运动 条件 具有相同的运动规律 提出问题 猜想假设 逻辑推理 实验研究 得出结论 观察现象 分类归纳 归谬法 外推法 控制变量 由静止开始下落，过程中f <<G ， 落体运动可近似为自由落体运动。 1.落体运动 2.自由落体运动 ——理想模型 物体只在重力作用下 从静止开始下落的运动 条件 具有相同的运动规律 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 科学研究方法 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 科学研究方法 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 科学研究方法 观察现象 提出问题 猜想假设 得出结论 实验研究和 逻辑推理（包括数学推演） 科学研究方法 支持假设 不支持假设 修正假设 重复几次 亚里士多德提出：物体下落是为了寻找它们的自然位置。 物体质量越大，下落越快。 伽利略提出：物体下落的速度随时间均匀增大，与本身质量无关。 牛顿找到了物体下落的原因：物体之所以会下落，是因为它和地球之间存在引力。 爱因斯坦对引力提出解释：两个物体间存在引力的原因是它们的质量使周围的空间发生了弯曲。 科学研究方法 阿波罗15号宇航员 斯科特 伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。 水钟 现代 com.apple.VoiceMemos (iOS 13.6) $$