人教版（2003）高中物理必修一第二章匀变速直线运动的研究——伽利略对自由落体运动的研究 讲稿

重走大师路体验科学研究方法伽利略对自由落体运动的研究 落体运动是司空见惯的，最早研究运动问题的大概要算古希腊学者亚里士多德了。 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，恩格斯称他是古代的黑格尔。 历史的回顾亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：观点：物体越重，下落越快方法：观察+直觉由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近2000年。 意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测，以及支持哥白尼的日心说。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。”伽利略1564年-1642年 重的快！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) 伽利略对亚里士多德的挑战16世纪末，意大利物理学家伽利略对亚里士多德论断提出了疑问。他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此做出了评论，并对落体运动进行了系统研究。伽利略(GalileoGalilei，1564—1642)让我们跟随伽利略的思路一起来探究！ 逻辑的力量v1=8v2=4v12>84<v12<8伽利略认为：重物与轻物应该下落得同样快。 传说中的比萨斜塔实验模拟比萨斜塔实验 那么自由落体运动有什么样的规律呢？ 猜想与假设伽利略相信：1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。它的速度应该是均匀变化的。2、v∝x假设：1、v∝t推导出十分复杂的结论 困难一：瞬时速度无法直接测量：若初速v0=0，v∝tx∝t2间接验证实验验证 困难二：落体运动时间太快无法准确测量时间为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验实验验证 怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍助手利用自己的脉搏测时间伽利略一些贵族伽利略斜面实验模拟 伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，在伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立只是这个常数的随着θ的增大而增大。时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104实验验证 小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。且斜面倾斜角越大，小球加速度越大。“冲淡重力”实验结论 合理外推如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！ 修正和推广如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。——伽利略 伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了落体运动的规律。 伽利略的科学方法落体运动?v∝tx∝t2小球在斜面上运动实验忽略空气阻力对现象的一般观察提出猜想逻辑(数学)得出推论通过实验对推论验证修正推广 伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。——爱因斯坦伽利略科学方法 超越伽利略现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，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 超越伽利略时间0.040.080.120.160.200.24位移0.83.27.112.519.628.4位移与时间平方的比值结论：物体下落的位移与时间的平方成正比，即速度与时间成正比。 超越伽利略2．小红同学摇动苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面，苹果先着地，下面说法中正确的是()A.苹果和树叶做的都是自由落体运动B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动C.苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地CD 重走大师路体验科学研究方法期望：伽利略之前的科学踟蹰于泥土荒滩，因而千年徘徊，从伽利略开始，大师辈出，经典如云，期望同学们能够用科学研究方法，发现物理规律，造福人类社会。谢谢