内容正文:
行,我们这边来上课,接大家好,老师好,要等下。生活中我们经常看到我的下落,比如说成熟的苹果从树上坠下来,再比如说树叶从树上飘下来,那你觉得不同的物体落下来的快慢程度也不一样不一样不一样的一样的一样。我给你带来的东西一个塑料框框,对的吧?这里有个气球,哪个重一点?好的,我把它们举到相同的高度,写多多快。那问题来了,我想把气球放进框里面,写在高高的地方就有下落,对吧?你觉得跟刚才看到的现象是一样的吗?一样不一样,那我给你解释一下呗。第一种可能框框还是落得飞快,缓慢的飘下来吗?第二种可能他们一起下落,没一起下落。第二种可能往下落的时候,这个往上标。想好了吗?给我一个选项呗,选第一种情况再举下手。第一种情况是落得飞快,缓慢的飘下来,一个、两个、三个举高一点,看到红色起码有15个以上。第二种情况,两个一起下落的举一下手,颜色跟刚才差不多,不一样再放。最后一种情况,这个往下落,这个往上飘,没有人举手,那好看一下呗,举高点要不要的?好,行,我已经听你看到什么现象,你两个一掉下去是一起掉下去的,对的吧?对的,说明我们好多同学的判断都是对的了。那结论是请问对刚才这个现象的观察,你对物体下落的快慢程度的影响因素有哪些看法?发表一下你的看法。李文波李经理,你觉得呢?是因为有这个空气阻力的影响,你觉得可能是因为有空气阻力的影响,对吧?还有没有其他的观点?旁边的车行,我应该也会婚。你也感觉那刚才这一天一开始我放的时候,明显框框要落得更快。第二次录的一样快,你觉得空气阻力增大,那好,非常好,请坐下,我觉得都是动了脑筋的了。那请问有没有情况可以满足没有空气的影响,那我就要找个地方来把它抽成真空。我找到了这边上这个管子叫做牛顿管。我刚才在楼上单位实验室去找到这里有根管子,然后这里有一个阀门。我上午你们不在的时候,我就已经用抽气机把里面的空气抽了,尽可能的抽成了真空,当然又放了这么久。有可能拥有了一些气质,对吧?里面有什么呢?有一个金属片,还有一片有颜色的羽毛,但是这个金属片明显比这个羽毛要重得多,对吧?现在我已经把它抽成真空了,我想快速的把它倒过来。你们观察一下他们两个下午的快乐程度,听到没有?没看到看到了。我一样,虽然也有前后出问题的,因为我说过了,这个可能都掉漆。因为上午我师傅在我这边买好的,放了有这么久,这个效果不好。另外一个好像效果更差,我已经试过了。好啊。看得清楚吧?嗯,下来的快门程度有差异,但是相差不大,比刚才的框和气球相比是不是明显缩小了很多。对吧肌肤你可以认为是不是同时落的,有一个你靠听声音看不到,有一个你看到多少?好的,这是第一个牛顿管。结论是把它抽成真空之后,里面的比较重的这个铁片和比较轻的羽毛几乎是同时落地的对吧?除了这个以外,这里还有一个视频一个视频看一下。Gala OS expression that was simple. He took a heavy object and the light one and drop them at the same time to see which fell fastest. 就是在有空气的情况下,下面开到保定。车站的开。The fell to the ground at a slower right than the bowling ball because of our resistance. So in order to see the true nature of gravity y, we have to remove the air. 现在把整个实验室都是真空。Three hours to compound the eight hundred thousand cubic feet there chaplet. There's a near perfect. Ten, nine, eight, seven, six, five, four camera two, one release. 观察他们,在下来的过程中,他们之间非常运动活着,随时随地,他们两个站在同一个高度上。你觉得他们三个的判断程度如何?还有三组,这是一组照片这是一组照片,一个是真空实验室里拍到的,用频闪照片拍到的一个苹果和一片羽毛的效果情况。右边这个是月球上的落地靴,这是一个1971年阿波罗15号的科学家,左手是一片羽毛,右手是一个铁锤,放手之后他们同时落到地上。谢谢。所以结合刚才三组实验,重新再总结一下,你觉得影响物体下落快慢的因素是什么?重力质量的大小,明明第二个真空实验室保龄球和羽毛的重量是不一样的,他们下落的快慢程度如何?所以你的结论是。没有空气阻力了,真空情况对不对?所以你该怎么说?无论是第一组牛顿管,还是第二组真空实验室里的,还是第三组评审照片的,对的,都能够看出这些物体轻重不同的是不是几乎同时落地。所以我们的结论可不可以说成物体下落的快慢程度其实跟物体本身的轻重没有关系?跟什么有关?空气阻力有关系?是的吧?所以我换成如果忽略的空气阻力不计的话,所有物体下落的快慢程度都会是相同的,有没有?那我们把这种分裂的空气阻力过程说成物体从静止开始,只在重力作用下的运动,叫做自由落体运动。这也是书上的定义,自己找到把它勾一下,五十几页52页讲怎么样。物理学中把在重力只在重力作用下,物体由静止开始下落的运动称之为自由落体运动,这个就是自由落体运动的定义喽。根据这个定义,你能不能总结一下自由落体运动有哪些特征,或者说要满足哪两个条件才能称之为自由运动?第一个从静止开始。第二个。第一个好操作,从静止开始,比如我们刚才释放的东西都可以从禁止,对不对?第二只在重力做了一下,好操作吗?不好,因为我们生活的空间都是有空气的对吧?只要物理效果是不是都有空气阻力。但是你再看看,我这里有一个铁球,找一找,找到了要气球,那我的气球呢?我把它举到相同的高度,看到什么现象?首先气球的下落肯定不能看成是自由落体,因为很明显空气阻力很大吧?那这个小球的下落很快就一很快?在一条直线上。所以我们说实际社会中虽然找不到真空的状态,但是如果这个空气阻力对它的影响非常的小,但其实这种也可以近似看成是自由落体运动,对吧?所以我们根据自由落体运动的特征得出,自由落体运动实际上是一种理想化的模型。实际生活中找不到特别,但是并不代表这种运动就没有研究的价值,在实际生活中,只要空气阻力可以忽略不计的时候,物体的运动也可以看出是在用罗体运动,这实际上是一种物理思想方法,你觉得呢?这样到目前为止,我们对自由落体运动就算有一个正确的认识了,对吧?但是实际上这个认识在历史上来之不易。一开始应该是在公元前4世纪了,古希腊的哲学家亚里士多德,他提出了什么样的看法?物体重的抽奖,一种不同的物体下的快板尺子不一样,对吧?并且满足物体越重项目的愉快,这也满足我们生活中经常看到的现象,对了吧?对的,但是直到谁出现,就对他们这么说,三个月哪个说的人,你一百一还没有介绍,有的。16世纪末,伟大的意大利的物理学家贾丽丽,他对亚里士多德的观点提出了质疑。他用一个巧妙的推理来对这个观点进行了反驳。你看他说既然重的物体下落的快,现在我找到两块大的石头,大的假设他像是飞快,速度10米每秒对不对?可以小的这个石头速度慢一点,我假设它的好表达,假设速度是5米每秒要不到。现在他准备把这两块石头用一根绳栓在一起,要不要的就栓成这个造型,然后从禁止释放。请问你觉得放在一起之后,他们的下落开发程度如何?速度一样的吗?一样的样,速度一样的。先你先来你来说,他们的速度一样大,他们两个速度一样大有好大。我们的是哎呀哟骑着我你想把你拉着一个小朋友跑的,小朋友明显跑不过你,他要不要拖了你?所以你的速度要不要比十更小?那个小的被拖着跑,肯定速度要大于5,对吧?所以你觉得这个整体的速度应该在哪个范围?到50到在10到5之间呗。对,是这意思。那你的意思是这两个物体粘在一起做成一个整体之后,它们的速度其实比10更强了哟。不是介于5到10之间,不是比10个小时多,9比15。但是实际上他们两个拴在一起,这个整体的质量比这个差一点,不是说重的物体落得更快吗?但是实际上刘宇轩请坐下,实际上重的不行,下面的更,那到底是快是吧?为什么这个结果是矛盾的?因为一空杨律师都在说给我对的,那就是胡申宇说的那就一开始这个结论就是错的呗,对的吧。嗯,如果忽略掉一切阻力的话,其实重的物体和轻的物体相对的快慢程度是一样的,是这意思吧?是的,好的,这是佳丽月对这个问题的研究。既然是这样,现在我们又有新的问题了。就是刚才我们研究的这个小球,你看到了你用肉眼观察到了它的下落,是不是在竖直这个方向上,下落的是不是越来越快的那你猜想一下他可能做一个什么运动。这样首先肯定是个加速,那你怎么觉得是个匀加速呢?还的对吧?因为所有的运动里面,我们说过最简单的运动其实就是语音加速直线运动呗。所以我们从最简单的运动开始走。那这个猜想对不对?要不要验证一下?要你有什么方法可以验证一下你对这个小球的猜测是一个自由的。听懂回忆一下我们之前讲的这个问题有哪些规律?80块钱。匀加速之间有什么规律?它静止开始匀加速。第一个速度VT分给AT方便,速度和时间成正比的。再或者H那啥2分之1A积分,说明H和T的平方成正比的,还或者there px是不是恒定等于AT的平方呗。所以要是这个小题的下落能够满足黑板上这三个表达式中的任意一个,你都可以说你刚才的猜测是正确的。你听懂这意思没有?所以我需要你在黑板上面操作一下,测一组数据来说明一下就简单了。是这意思吗?是的,那你觉得黑板上这些数据哪个好测?速度好测还是高度好测,还是高度高?什么尺寸?刻度尺1米的对吧?为了让你好测量,我提前在黑板上跟你聊好了三个点。第一个点C点,第2个点A点到O的距离是20厘米,第3个点B点到O的距离是80厘米,我给你定好了的,第二时间也好像用什么来测的停表。对我也有这个,新票用的来,不用的来,按一下启动了,再按一下张雨婷,再按一下恢复了,简单吧?嗯简单好的都会用吧,会都会用。那按照刚才的说法,你猜测这个小球的下落是一个自由落体运动,是一个匀加速直线运动,对吧?对,那你要是能够测出从O落到A画的时间跟从O落到B画的时间是什么比例?我说了这个20厘米,这个一共80厘米什么比例?1比3说明O到A的时间和O到B的时间是什么关系。一比。所以很简单,找个同学来放弃时候,找个同学来测试就完了。那他的测试顺序你要来,你们说吧,我们两个合作一下不可。我们来测一下宝宝小球。从这个位置开始计时是吧?它过A点的时候你就按一,我放的时候你就开始计时,经过O点A点的时候你就停止时间,然后读一下宿舍的时间总体的资料。同样的道理,第二次我从O点开始放的时候,你开始计时,放到B点的时候你结束。然后看看OB的时间和OA是什么关系。懂我的意思没有?开始喽,我们说一起好吧,3121。医生什么原因呢?到了医生都没反应过来,那不然我们先测一下OB。好,变长一点了。对,好的,你先计时二一看,还有点阴间。25。好的,0.251,那我们再来一下,多试一下是吧?多少了?0.5秒好吧,0.5秒再来32321,还剩0.8秒还是0.5秒?好的,那现在重新再下入到A的时间,可以0.2秒就完。好的,非常好,我觉得的反应非常的快。你觉得呢?经过一个简单的测试,我们实际上可以做出刚才这种大胆的猜测,知道吧?实际上也存在问题,就是刚才我们第一次在释放的时候,不至于说我都没反应的过来,然后就跑掉了,对吧?说明那个自由落体运动是不是非常的快。那我们现在用秒表都测不到,你觉得在家这个时代他好测吗?不好,更不好测。这个问题同样对他们来说也是一个非常大的挑战,当时的计时条件是不是更不好?所以他做了一个什么样的操作,但是在数值上下坡弄的太快了,不好操作。能不能让他的下落缓慢一点,放到哪里去要缓一点?好的,放到鞋面上要去缓一点,对吧?当然为了满足没有阻力这样的条件,这个鞋面要尽量的光滑,一个好操作对吧?所以我们来看看这幅画,刚才我们做过了上课油画书上的53页的对吧?这个油画就描述了家里面当时在前面上测小球的运动的相关情况。他是怎么设计这个实验的呢?我是四野,我们关注一下。他先把这个数字下面做了一个转换变通转换到斜面上,对的吧?然后这个斜面的长度可不可以提前把它设定好?按照刚才的说法,我把这个放在斜面上,在斜面上面也可以按照1比4的比例良好,可以吧?所以我就只需要测出它在你设定好的这些长度上运动的时间是不是就够了。然后我只需要计算一下这个时间和H之间是什么样的比例关系,是不是就可以进行说明。是的,所以他做了这样的操作。这幅图我们看看,第一个把斜面放的比较缓,越缓慢小球滚动的是不是越慢,那时间是不是就更好测量。他发现在这个角度很小的时候,测出来满足这个规律这个意思没有然后我们可不可以把这个斜面的倾角适当的加大一点?对,比如说加到这样的程度可以吧,但是前后两次的相同长度上测出来的时间长度肯定不一样,因为它滚动的快慢程度不同的。但是是这样,我只管这个比例是不是存在就完了。同样的道理,我能不能再把这个斜面再推厉害一点,推到这个程度要不要留?可以,那这些都是实际符合要求的那最后我能不能再继续推推到好多度?90度,90度已经推到这个位置,没有操作,因为如果这个能操作,就没有必要放到前面上来了,是这意思吧?但是这个过程是合理的所以这个过程叫做什么过程?外移过程。但最终都得到了什么结论?他证实了什么吗?54页运动一由一个静止开始滚下的小球,到每个相同的时间间隔,某运动的距离之比都满足1比4比9比16这样的结论。所以证明了啥?X和T的平方成正比,当然这也能说明速度和时间成正比。懂这意思没有?由此他得到什么结论,就刚才你提出的猜想证明没有吗?说一遍,说明这个小球在空气中的自由下落就是一个从静止开始的匀加速直线运动。懂我的意思没有?好的,那么随着科技的进步,我们说现在我们要再来测量时间,有没有更好的方法呢?有有比如说有哪些好方法是评选照片可以的。我们有手机,手机上面是不是有一个连拍的功能?那个连拍的时间间隔相不相当于是平选照片的一个时间间隔?可以吧?还有没有光门光电门?好的,光电门我们上次也介绍过的。可以吗?可以,还有没有打点计时器?好的,打点计时器一个一个的说好。我还要把这个总结一下,把伽利略研究物理问题的这个方法总结一下,他经历了哪些过程。第一,发现问题了,然后对这个问题提出了质疑,并且提出了自己的假设。然后经过数学推理,把它放在斜面上进行了间接的验证,推广个合理的外推,最后得到结论没有得到了。我们说学物理重点是学物理方法,这个方法得到了爱因斯坦的高度赞扬。这句话在你的书上55页勾一下呗。张俊烈的发现以及他所运用的科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成,它标志着物理学的真正开端。考要考好,按照这个方法,刚才我们说按照科学的进步,我们现在可以测那个时间的方法就有好多。比如说黑板上展示的这个及时性,我只需要把它竖直安放,然后用一个重物往下落实就可以进行测量。所以其实我们要想测得做自由落体运动物体它的加速度的大小有没有可能?有没有吧?有吗?比如说得到一条纸带,我可不可以对这条纸袋进行分析?可以。再比如你们刚才提到的频闪照片,对的吧?我是不是可以在实验室架好这样的的装备,然后对下落的小球做记录。比如说我可不可以得到这样一条子弹,可以吧?再比如你们刚才提到的光电膜是不是都是很好的方法。所以现在我们要研究一下这个物体做自由落体的加速度的大小能不能计算,算出来是多少,是不是这个问题?我们就以这条纸带为标准,这里记录了1234五六个小球的影像,看到没有?我们以这一个作为起点,标上ABCDE,可以不看不看得到每一个小球对应的位置坐标,勉强看到这个第一个0.54,第2个2018。有没有你有哪些方法判断这个小球做的是匀加速直线运动?我给你标注了长度对吧?我可不可以把两个影像之间的距离算出来?可以,我只需要用德耳塔X是否恒定来判断是不是就可以?是可以。如果delta x恒定了,我还可以算出加速度的大小,是这意思吗?是的。所以我们把这幅图片获得的数据,把它整理成表格。当然这幅评审照片的时间间隔是30分之1秒,就是每一两个影像之间的间隔是30分之1秒。然后整理成这个表格可以不可以?你的书上有面这幅图。没有就算了,没有了,我们就现成的那个来填一下呗。ABCDEF, 第一个小球是A,A比直接X一点好多,2.18减0点。54。原始非常的好,同样的道理,4.9减2.48,2.180好多20722721次我能不能把CDXX4X5都填好,可以改好了之后,现在我们可不可以用BC的距离减AB的距离,可以减一下点好不?2.7、2.1.04、1.08厘米对吧?同样的道理,X3减去什么?1.09、1.09,第111点0.09,最后一个1.2。所以刚才我们说的第一联系项目的时间间隔,雷文你的差值我们说在波长范围以内差不多相等。对,没有。所以确确实实是不是一个匀加速直线运动。好,第二,这条纸袋记录的这些数据,能不能算出这个纸袋对应着这个物体效果的加速度大小?你算得了吧?算的了噻,这X都有了的。AT方T15告诉你30分之1秒。是的,所以代入数字我们是可以算出对应的加速度的。但是这个就不用你算了,我直接用上面的数据来算。听到没有?得到了一个结论,算出来加速的大小是好多,9.81单位是米每2次方秒,对的吧。那这个加速度是不是就对应刚才那个做自由落体运动的物体的加速度?所以这个加速度有名字的,他叫什么名字?就叫自由落体加速度。以后我们就不用A来表示了,它有专门的符号,用小写的字母G来表示。当然它也有另一个名字,就叫做重力加速度。刚才那个数据测出来重力加速度等于9.81,那是不是表示每个位置都是呢?不是大量的实验研究表明,在同一个地方重力加速度的值是一致的对吧?但是在不同的地方还一不一,这不就不一样,那跟什么因素有关呢?对,因看看这个图,这个图跟你图上的是相差不大,就是上面的位置要更多一些。我们观察一下,从第一个红颜色的一个赤道的一个位置开始的,这里是零度纬度了,动力加速值是多少?以此往下看得出来,纬度再怎么样分道到北极的时候90度对吧?观察一下第三行重力加速的值再怎么样增大,然后到了最大是多少。由此可见刚才我们说的重力加速度在同一个地方是不是一个固定的值,但是在不同地方是不是不一样?你觉得它随着纬度是怎么变化的?都标注在你的55页旁边。重力加速度的值随着纬度的增大而不断的增大。那我们平时在计算的时候,到底以哪里为标准呢?19.8,好的,我们说大概它的值是9.8米每2次方秒,那么在粗略的估算中,我们其实还可以取得上。对,本来问题来了,人寿在种植家是不是好人生人寿,人寿心理学的好处可以,你告诉我一下人寿所在的位置的纬度是那么多吗?他设置还是大概,反正是在广州的上方,跟武汉应该在相差的差不多。这一个我觉得有四川的旁边是武汉,是湖北的,是不是?那湖北是的,所以你可以查一下,对的吧?对的,我查了一下成都的动力加速度,因为河南人寿相差不大,挨着的对的。查了一下,你记录一下成都的重力加速度值是9.79134,那说明人寿的重力加速也是这个值,对的吧。其次你还可以用手机,我说刚才说过手机,手机上有传感器的,它可以测到当地的重力加速度,听到没有?可以下一些有用的APP,上面有可以你想测的东西都能测,听到没有?但是实际上重力加速度它除了随着纬度的增大而不断的增大以外,它跟这个物体到地球表面的高度也是有关联的。这个关联后再说。先了解这个最后自由落体运动,按照刚才的描述,它就是一个从静止开始的匀加速直线运动喽。是的,所以我们之前学的匀变速直线运动的规律,对自由落体运动适不适用使用,而且还更简单。你觉得呢?比如说速度公式就直接简化成。那个G会告诉你的对吧?H? 第三个公式速度为一,公式为平方,就等于最后一个连续上的时间间隔了。我也的差距是不是还是一个不错?但是他一次异常第一题的答案你学会了吗?好的,请问学了这么多,你能不能用来解决一下生活中实际遇到的问题?试一下,看在你的书上16页。小明同学在野外发现了一口井,他用他身边所有的器材捡了一个小石头,还有一个秒表。他想测一下这个井的深度可不可能?可以捡到一个石头。我们说石头的体积小,密度大,它的空气组里面它的重力相比是可以控制的。可以,所以他的下落可不可以看成是一个正向落?可以,然后他从释放到听到落地的时间是不是记录了下来,所以这个井的深度可以怎么表示了?H等于2分之1GT的平方,那说明我们学就是用来解决实际生活中的问题,可以知道吧?但是这样的问题都能解决,像黑板上这种问题是不是也能解决?你今天的作业就有了,练习册上自由落体的这一节的作业都可以操作了。最后总结一下这节课我们到底学了啥。了解清楚了什么是自由落体运动了吧?嗯,知道了自由落体运动的加速度,你知道了自由落体运动最好的规律,对吧?还有一个更重要的,我们是学会了家具业的研究物体的方法,从提出质疑,要提出自己的观点,然后加以验证,进行合理的外推,最后得结论对吧?这个在后面我们的学习也非常有帮助,最少有两个课外合作,这个应该可操作。57和你的同桌搭档一下,我觉得好操作,有没有这样的知识?没有,不要这么长是20厘米的就行。看到没有?两个同学合作这样,我说放手你就开始抓住,听到没有然后看看你抓住的位置,距离释放的距离在哪里,量一下不用量,它上面有刻字读一下是对吧?然后用哪个公式来测你的反应时间等于2分之1的平方,有没有看看你的同学反应更快,还是你反应的更快,是的吧?好的,这是第一个活动。第二个活动,请你设计一个实验方案,补测一下你们的教室。你们教室在四楼,你们教室外面4楼到地面的高度大概有很高吗?要求说明实验原理,列出操作清单机这一设计听到没有?不要求实际操作,来设计一下实验就可以。然后把它写在你的作业本上,写在哪里的?好吧,晚自习我来找你,看看你设计的如何,对吧?那剩下一点点时间,你把57页的测测你的反应时间看清楚,了解一下护理家里面的身体情况。好的,下课了。同学们,再见。老师,再见。