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

1 校本作业第一章02 2、下列运动中一定是匀速直线运动的是（ ） A.路程和位移大小始终相同的运动 B.位移方向与速度方向始终相同的运动 C.位移随时间始终增大的运动 D.速度始终不变的运动 D 只能说是单向直线运动，未必匀速 矢量不变，意味着大小方向都不变 2 校本作业第一章02 7、一条东西方向的平直公路边上有两块路牌 A、B，A在西B在东，一匀速行驶的汽车自东向西经过 B路牌时，一只小鸟恰自 A路牌向B匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A。以向东为正方向，它们的位移-时间图像如图所示，图中，由图可知（ ） A.小鸟的速率是汽车速率的两倍 B.相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是 3:1 C.小鸟飞行的总路程是汽车的2倍 D.小鸟和汽车在 0- 时间内位移相等 B 3 校本作业第一章03 C 4 校本作业第一章03 B A 5 校本作业第一章04 D 速度方向不同 6 伽利略对落体运动的研究 邹老师 7 落体运动 跳伞 蹦极 下雨 树叶飘落 8 重的物体比轻的物体下落快？ 北京某老师做的问卷调查 9 重的物体比轻的物体下落快？ 亚里士多德 （前384~前322） 《论天》 《气象学》 《形而上学》 《伦理学》 《政治学》 《分析前篇和后篇》 《工具论》 《物理学》 …… 是古希腊文化集大成者 百科全书式的科学家 10 重的物体比轻的物体下落快？ 亚里士多德 （前384~前322） 重的物体下落得快 石头比树叶落快…… 树叶比羽毛下落快…… 亚里士多德能观察到的一切运动 11 一、伽利略的质疑 伽利略 （1564~1642） 伽利略的质疑： 假设： 重的物体下落快 大石头下落速度为8 小石头下落速度为4 用胶水将大小石头粘在一起 论断一：小石头会拖累大石头，粘在一起之后速度应该小于8 论断二：粘在一起之后重量大于大石头，速度应该大于8 归谬法：从同一个假设出发，推导出两个相矛盾的结论，说明假设错误 12 一、伽利略的质疑 为什么现实生活中，石头总比羽毛下落快呢？ 归谬法表明：重的物体和轻的物体下落应当一样快 实验事实 金 铜 水 银 金 铜 空 气 真 空 金 铜 理想外推 （严密的逻辑） 13 一、伽利略的质疑 伽利略 （1564~1642） 伽利略的研究： （1）破 “重物比轻物下落快”的 旧论 （2）立 “没有阻力时，重物和轻物下落一样快”的 新观点 归谬法：从同一个假设出发，推导出两个相矛盾的结论，说明假设错误 外推法：将实验结论用逻辑推理的方法推广到实验范围之外 14 “斜塔上的实验” 15 伽利略在十六世纪提出的观点是对的！ 1971年，阿波罗15号指挥官 David Scott 在月球上直播自由落体运动 16 二、伽利略对落体运动的研究 伽利略面临的新问题：落体运动的规律是什么？ 落体运动速度越来越快 落体运动速度均匀增加 观察现象 提出问题 速度随位移均匀增加 速度随时间均匀增加 实验研究 伽利略建立了平均速度、瞬时速度、加速度的概念 伽利略的信念：“科学的简洁美” 自然界是简单的，自然规律是简单的 这一哲学信念深刻影响了后代许多位科学家，包括哥白尼、笛卡尔、爱因斯坦…… 猜想假设 落体运动满足什么规律 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(理想模型） 17 三、伽利略的实验验证 实验面临的困难： 1.没有真空环境 2.没有测量速度的工具 3.测量时间不准确 如果 必然 测量速度 测量位移 “延长时间” 将落体运动，改为沿斜面的运动 实验研究 逻辑推理 18 三、伽利略的实验验证 伽利略 助手在用脉搏测时间 伽利略做了上百次斜面实验： 在倾角相同的斜面上，始终有 更换不同质量的球，仍然成立 19 三、伽利略的实验验证 改变斜面的角度 上式仍然成立，只是比值C不同 即对任何一个小球、任何角度的斜面 即 实验研究和逻辑推理 得出结论 外推法：90°斜面（自由落体）也满足 自由落体运动速度与时间成正比 20 总结：伽利略对落体运动的研究 实验研究和逻辑推理 得出结论 自由落体运动速度与时间成正比 落体运动速度越来越快 观察现象 提出问题 速度随时间均匀增加 猜想假设 落体运动满足什么规律 速度随时间均匀增加，则位移与时间的平方成正比 斜面实验 21 22 练习 下列说法错误的是：( ) A：伽利略认为物体下落的快慢与轻重无关 B：伽利略猜想落体运动的速度与下落时间成正比 C：伽利略通过落体运动的实验证明自由落体运动的速度随时间均匀变化 D：伽利略通过测量小球沿斜面运动的位移和时间，发现小球的速度随时间均匀变化 23 练习 伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ） A．其中的甲图是实验现象，乙、丙、丁图是经过合理的外推得到的结论 B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论 C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 24 自由落体运动是指物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动，是匀变速直线运动中的一个特例。关于对自由落体运动的研究下列说法正确的是 A．伽利略测定了铜球在斜面上运动的位移与时间，进而得出了速度随位移均 匀增大的结论 B．亚里士多德认为物体下落速度和下落时间成正比 C．伽利略应用数学计算的方法得出做自由落体运动的物体通过的位移与速度 的二次方成正比 D．伽利略研究铜球在斜面上运动并做出合理外推，进而得出小球自由下落的 速度与时间成正比 练习 25 练习 伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”。以下说法符合科学史实的是 A．斜面实验时便于测量小球运动的速度和路程 B．斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律 C．伽利略开创了运用数学推理和实验研究相结合的科学方法 D．小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的比值保持不变 26 现代实验表明：在没空气阻力情况下 重的物体和轻的物体下落一样快 $$