1、第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)一、綿延兩千年的錯(cuò)誤亞里士多德根據(jù)觀察到的事實(shí)：“一塊石頭比一片樹葉下落得快”,得出重的物體比輕的物體下落得_的結(jié)論快二、邏輯的力量伽利略以“重物比輕物落得快”為前提,通過邏輯推理,得出了互相矛盾的結(jié)論若以“輕物比重物落得快”為前提,你能否推斷出互相矛盾的結(jié)論？請(qǐng)?jiān)囃浦晒Πl(fā)現(xiàn)重物與輕物下落得_.同樣快三、猜想與假說伽利略猜想：落體運(yùn)動(dòng)是_隨時(shí)間均勻變化的變速運(yùn)動(dòng),即勻變速運(yùn)動(dòng)四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1遇到的困難：由于伽利略無法直接測(cè)定瞬時(shí)速度,所以不能由實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證速度是否隨時(shí)間均勻變化速度2問題的轉(zhuǎn)換：伽利略通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得出：如果物體做初速度為0的勻變速運(yùn)動(dòng),即vt,就可得到t時(shí)間內(nèi)

2、的位移x_,即xt2.只要驗(yàn)證xt2成立,就間接驗(yàn)證了vt的正確,即速度是隨時(shí)間均勻變化的3巧妙的設(shè)計(jì)：由于計(jì)時(shí)工具不能精確測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,伽利略讓銅球沿斜面滾下,這樣就“沖淡”了重力,“放大”了時(shí)間,解決了時(shí)間的測(cè)量問題4實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(1)大量實(shí)驗(yàn)證明：xt2,即：小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；(2)斜面傾角相同時(shí),不同質(zhì)量的小球滾下的加速度都是相同的；斜面傾角越大,小球的加速度越大5邏輯推理：當(dāng)斜面傾角為90時(shí),小球的運(yùn)動(dòng)即為自由落體運(yùn)動(dòng)因此得出：落體運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),且所有物體的加速度都是一樣的五、對(duì)空氣中落體運(yùn)動(dòng)的解釋物體在空氣中下落時(shí),由于空氣阻力對(duì)不同物體的影響不同,

3、導(dǎo)致下落的快慢不同六、伽利略的研究方法實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來要點(diǎn)伽利略的研究方法1質(zhì)疑 亞里士多德認(rèn)為重物體下落得快,輕物體下落得慢,伽利略對(duì)此論斷表示了懷疑2歸謬伽利略從亞里士多德的論斷出發(fā),通過邏輯推理,最后否定了亞里士多德的論斷3猜想伽利略提出“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)勻變速運(yùn)動(dòng)”的假說4數(shù)學(xué)推理伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)有xt2.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量極短的時(shí)間是困難的,伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法：讓小球從斜面上的不同位置滾下,測(cè)出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移x和所用時(shí)間t.(1)當(dāng)斜面傾角一定時(shí),判斷xt2是否成立.(2)改變小

4、球的質(zhì)量,判斷xt2是否成立 在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的思想和方法,從一定意義上說,后一點(diǎn)甚至更重要偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用,至今仍然具有重要意義請(qǐng)你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程,判定下列哪個(gè)過程是伽利略的探究過程()例A猜想問題數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論B問題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論C問題猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論D猜想問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論【精講精析】伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是：先對(duì)亞里士多德對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的觀察得出的結(jié)論提出質(zhì)疑大小石塊捆在一起下落得出矛盾的結(jié)論；猜想落體

5、的運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng),速度與時(shí)間成正比；數(shù)學(xué)推理如果vt,則有xt2；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)出斜面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行研究,得出光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律xt2；合理外推將光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律xt2推廣到落體運(yùn)動(dòng)從探究的過程看,答案應(yīng)是C項(xiàng)【答案】C伽利略關(guān)于勻加速運(yùn)動(dòng)中xt2的證明如圖261所示,假設(shè)某一物體由C點(diǎn)靜止出發(fā)勻加速地通過一段距離CD,通過這一段距離所用的時(shí)間用線段AB表示,作垂直于AB的線段EB表示這段時(shí)間的末速度圖261由于物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度是連續(xù)地每時(shí)每刻在增大,要將各個(gè)不同時(shí)刻的速度都表示出來,必須想象從AB上各點(diǎn)引出無限多條逐漸加長(zhǎng)的平行線段(如圖262所示),這樣,三角形AEB的面積就代表了在AB這段時(shí)間內(nèi)通過的距離x,由圖中還很容易看出,圖262經(jīng)典案例伽利略通過研究自由落體和物塊沿光滑斜面的運(yùn)動(dòng),首次發(fā)現(xiàn)了勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律伽利略假設(shè)物體沿斜面運(yùn)動(dòng)與物塊自由下落遵從同樣的法則,他在斜面上用刻度表示物塊滑下的路程,并測(cè)出物塊通過相應(yīng)路程的時(shí)間,然后用圖線表示整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,如圖263所示圖263圖中OA