高一物理伽利略对自由落体运动的研究2

伽利略对自由落体运动的研究分析物体的（受力情况）空气中纸片下落空气中重物下落真空中重物下落f空气阻力f空气阻力空气阻力f为零G重力G重力G重力历史的回顾•亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落的快，即“重快轻慢”。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。逻辑的力量•16世纪，意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。•（并在比萨斜塔用实验证明了这种观点）•（问题）：•既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底遵循什么样的规律呢？•伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后，就开始研究落体运动的性质。伽利略的探索之路（知识=观察+实验+思考）•大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀增加的，即•则：测瞬时速度V与时间t成正比tvtV困难一瞬时速度无法准确测量•为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用）•则：测下落的高度与时间t2成正比知识观察实验思考tVtsv2tS冲淡重力•困难二物体下落很快，很难测定不同位移的时间•（思维）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：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，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。知识观察实验思考时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104常数233222211tststs合理外推困难三、伽利略用斜面实验验证了后，怎样说明落体运动也符合这个规律？合理外推：随着的增大，的数值在增大。当θ=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。2ts•至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律。•分析：伽利略的成功，不仅在与找到了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。•现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律超越伽利略•现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化的仪器设备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•3、其它方法（测速计等）•人们采用先进的实验手段测得：•一切物体的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示。通常的计算，g值取9.8m/s2实际意义：当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时，即fG时。从静止开始的竖直下落运动，可以按自由落体运动处理。课题研究•1.阅读教材P39的阅读材料：《伽利略对自由落体运动的研究》2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动需要力来维持，却是错误的。这是为什么？请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。介绍一本好书