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

第二章 匀变速直线运动 2.1 伽利略对落体运动的研究 2.2 自由落体运动的规律 2.3 匀变速直线运动的规律 2.1 伽利略对落体运动的研究 分类归纳 比较不同类别的差异点 归纳相同类别的共同点 运动的分类 运动轨迹 直线 曲线 速度是否恒定 匀速运动 变速运动 是否需要人的参与 人参与的运动 自然发生运动 亚里士多德如何研究运动？ 亚里士多德 落体运动 越重的物体下落越快 研究方法： 观察 归纳分类 提出结论 树叶 石头 伽利略如何质疑越重的物体下落越快？ 重的物体比轻 的物体坠落快 假定 单位 单位 矛盾 伽利略如何质疑越重的物体下落越快？ 重的物体比轻 的物体坠落快 假定 矛盾 归谬法 科学推理 分类归纳 归谬法 现象 结论 归纳总结 部分 表面 落体运动特征： 轨迹竖直向下 由静止开始 受到重力和阻力 影响下落快慢的因素是什么? 重力 阻力 控制变量法 实验设计 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 实验设计 假设 重力 空气阻力 实验 实验结论 重力相同的纸片和纸团 阻力对落体运动有影响 质量不同，大小差不多纸团 无法确定 阻力还是干扰因素，没彻底去除 牛顿管实验装置 密封的有机玻璃管 无线的压强传感器 抽气装置 NASA巨型牛顿管-全球最大的真空实验室 假设 重力 空气阻力 实验 实验结论 推理 结论 重力相同的纸片和纸团 阻力对落体运动有影响 重力不同，大小差不多纸团 无法确定 阻力还是干扰因素，没彻底去除 当阻力因素逐渐去除的情况下，物体的下落运动逐渐趋同 仅受重力时，所有物体具有完全相同的加速度！ 一、物体下落的快慢与物体的质量无关，与物体受到的空气阻力有关。 二、自由落体运动（free-fall motion） ：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。 Note： 在实际情况中，空气阻力的影响总是不可避免的。因此，生活中我们常见到石块比羽毛下落更快的现象。自由落体运动也是一个描述物体下落过程的物理模型。当空气阻力对物体下落的影响小到可以忽略不计时，物体从静止开始下落的运动就可近似为自由落体运动。水滴从树梢上滴落的过程能被近似为自由落体运动；而雨滴从云层上下落的过程就不能忽略空气阻力的影响 理想过程模型 落体运动特征： 轨迹竖直向下 由静止开始 受到重力和阻力 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 条件： 只在重力作用下，由静止 ——理想模型 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 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 当一块原本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？ 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 速度随时间均匀增加？ 简洁美 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 面临困难 速度 时间 解决办法 转化为 脉搏 水钟 时间 水钟 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 受当时测量手段的限制，如何转化实验方案？ 面临困难 速度 时间 解决办法 转化为 竖直下落 转化为 沿斜面运动 伽利略实验装置的复刻品 铜球 斜面的倾角一定，的值不变。 更换不同质量的小球，的值仍然不变。 斜面的倾角越大，常量的值也越大。 观察现象 提出问题 猜想假设 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。 如何利用斜面实验的结果来说明自由落体运动的规律？ 外推 与质量m无关 自由落体运动 落体运动特征： 轨迹竖直向下 由静止开始 受到重力和阻力 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 条件： 只在重力作用下，由静止 ——理想模型 落体运动特征： 轨迹竖直向下 由静止开始 受到重力和阻力 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 条件： 只在重力作用下，由静止 ——理想模型 具有相同的运动规律 由静止开始下落，过程，落体运动可近似为自由落体运动。 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 条件： 只在重力作用下，由静止 ——理想模型 具有相同的运动规律 由静止开始下落，过程，落体运动可近似为自由落体运动。 分类归纳 控制变量 归谬法 外推法 观察现象 提出问题 猜想假设 实验研究和逻辑推理 （包括数学推演） 得出结论 支持假设 不支持假设 重复几次 修正假设 自由落体运动 小结 1.伽利略对落体运动的观点及研究 归谬法 2.自由落体运动： 物体只受重力作用由静止开始下落的运动 理想化过程模型 作业： 完成练习册第二章第一节 $$