PAGEPAGE1第6節(jié)

伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教學(xué)案一、教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：了解落體運(yùn)動(dòng)研究的史實(shí)，了解邏輯推理的特色，理解任何猜想和假說(shuō)都須要有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的重要性。過(guò)程與方法：通過(guò)史實(shí)了解伽利略研究自由落體規(guī)律的過(guò)程，體會(huì)其推理方法的奧妙，同時(shí)了解猜想的必要性，感受探究規(guī)律的幾個(gè)必要過(guò)程和科學(xué)方法的重要性，了解體會(huì)一些科學(xué)的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)了解史實(shí)能培養(yǎng)同學(xué)們的意志和科學(xué)的方法觀，避免盲目和急功近利思想，提高自己的認(rèn)識(shí)觀。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：了解探索過(guò)程，明確探索的步驟，同時(shí)了解實(shí)驗(yàn)及科學(xué)的思維方法在探究中的重要作用，從中提煉自己的學(xué)習(xí)方法。難點(diǎn)：“觀念－思考－推理－猜想－驗(yàn)證”是本節(jié)的重點(diǎn)思路，也是培養(yǎng)良好思維習(xí)慣的重要參考。三、教學(xué)方法： 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生閱讀教材，討論、交流。四、教學(xué)設(shè)計(jì)：一）自主學(xué)習(xí)：1.1.自由落體運(yùn)動(dòng)（1）定義:（2）實(shí)質(zhì):2.紙張比石頭下落得慢是由于的影響。3.兩千多年前的_______認(rèn)為越重的物體下落地越快.4.伽利略給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素，這些要素包含對(duì)現(xiàn)象的一般觀察、、___、_____對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣等，伽利略科學(xué)思想方法的核心是把____和___和諧地結(jié)合起來(lái).從而有力地推進(jìn)了人類對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展5、豎直上拋：速度公式：位移公式：速度—位移關(guān)系式：用平均速度求位移的公式：物體上升的時(shí)間：上升的最大高度：物體下落的時(shí)間：落地速度：二）、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)解析（師生共同完成）例1伽利略以前的學(xué)者認(rèn)為，物體越重，下落越快。伽利略等一些物理學(xué)家否定了這種看法。

（1）在一高塔頂端同時(shí)釋放一片羽毛和一個(gè)玻璃球，玻璃球先于羽毛到達(dá)地面，這主要是因?yàn)椋ǎ〢.它們的質(zhì)量不等B.它們的密度不等C.它們的材料不同D.它們所受的空氣阻力不等

（2）在此塔頂端同時(shí)釋放大小相等的實(shí)心鐵球和空心鐵球，下列說(shuō)法中正確的是（）①它們受到的空氣阻力不等②它們的加速度相等③它們落地的速度不等④它們下落的時(shí)間相等A.①③B.②④C.只有②D.只有③例2滴水法測(cè)重力加速度的過(guò)程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤子而聽(tīng)到聲音時(shí)，后一滴恰好離開(kāi)水龍頭。從第1次聽(tīng)到水擊盤聲時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出n次聽(tīng)到水擊盤聲的總時(shí)間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h，即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為0.1s，聲速為340m/s，則（）A.水龍頭距人耳的距離至少為34mB.水龍頭距盤子的距離至少為34mC.重力加速度的計(jì)算式為

D.重力加速度的計(jì)算式為例3實(shí)驗(yàn)室備有下列儀器：A.長(zhǎng)度為1m、最小刻度為毫米的刻度尺；B.長(zhǎng)度為1m、最小刻度為分米的刻度尺；C.秒表；D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；E.低壓交流電源（50Hz）F.低壓直流電源G.天平。為了測(cè)量重錘下落的加速度的數(shù)值，上述儀器中必須有的是（填字母代號(hào)），實(shí)驗(yàn)是通過(guò)研究重錘做運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量重錘下落加速度的。把重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，當(dāng)重錘自由下落時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。取連續(xù)清晰的7個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出第2、3、4、5、6、7各點(diǎn)與第1點(diǎn)的距離d如下表所示：點(diǎn)的次序1234567距離d/cm06.012.519.326.534.142.1請(qǐng)用這些數(shù)據(jù)求出重力加速度的測(cè)量值。例4在15m高的塔上以4m/s的初速度豎直上拋一個(gè)石子，求經(jīng)過(guò)2s后石子離地面的高度。（g取10m/s2）例5由地面豎直上拋一個(gè)物體，通過(guò)樓房上1.55m高的窗戶，需要0.1s；當(dāng)物體下落時(shí)，由下窗沿落到地面的時(shí)間為0.2s。求物體上升的最大高度。（g取10m/s2）三）鞏固練習(xí)（學(xué)生獨(dú)立完成）1．在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度和加速度等概念用來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)．并首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來(lái)，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)的發(fā)展()A．亞里士多穗B．伽利略C．牛頓D．愛(ài)因斯坦2．紅孩同學(xué)搖動(dòng)蘋果樹(shù)，從同一高度一個(gè)蘋果和一片樹(shù)葉同時(shí)從靜止直接落向地面，蘋果：先著地，下面說(shuō)法中正確的是()A.蘋果和樹(shù)葉做的都是自由落體運(yùn)動(dòng)B.蘋果和樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)C.蘋果的運(yùn)動(dòng)可看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)D．假如地球上沒(méi)有空氣，則蘋果和樹(shù)葉會(huì)同時(shí)落地3．甲同學(xué)看到乙同學(xué)從10層樓的樓頂同時(shí)由靜止釋放兩個(gè)看上去完全相同的鐵球，結(jié)果甲同學(xué)看到兩球不是同時(shí)落地的．他分析了兩球未能同時(shí)落地的原因．你認(rèn)為他的下列分析哪些是正確的()A.兩球在下落過(guò)程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小B.兩球在下落過(guò)程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大C.兩球下落過(guò)程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實(shí)心球，重力遠(yuǎn)大于阻力D.兩球下落過(guò)程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比．差別較小4、兩物體都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在給定的時(shí)間間隔內(nèi)（）加速度大的，其位移也一定大B初速度大的，其位移一定也大C.末速度大的，其位移一定也大D.平均速度大的，其位移一定也大5、在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式和速度公式中除時(shí)間t外，共有四個(gè)矢量，若取初速度方向?yàn)檎?，那么（）勻加速直線運(yùn)動(dòng)中a為正值B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)中a為負(fù)值C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)中a為負(fù)值D.勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)中a均為正值6、物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）第1s內(nèi)的速度變化量小于第2s內(nèi)的速度變化量第1s內(nèi)的位移可能小于第2s內(nèi)的位移第1s內(nèi)的速度變化量等于第2s內(nèi)的速度變化量相鄰兩相等時(shí)間間隔通過(guò)的位移之差為恒量7、一物體位移與時(shí)間的關(guān)系為（t以s為單位，s以m為單位），則()這個(gè)物體的初速度是2.5m/sB。這個(gè)物體的加速度是10m/s2C這個(gè)物體的初速度是10m/sD.這個(gè)物體的加速度是5m/s28、對(duì)于一個(gè)正在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體，關(guān)于它停止之前的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()速度越來(lái)越小，位移越來(lái)越小速度越來(lái)越小，位移越來(lái)越大加速度越來(lái)越小，位移越來(lái)越大速度越來(lái)越小，加速度越來(lái)越大9、質(zhì)點(diǎn)以2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則()質(zhì)點(diǎn)的加速度每秒增加2m/s2質(zhì)點(diǎn)的速度每秒增加2m/s質(zhì)點(diǎn)任意1s內(nèi)的位移比前1s內(nèi)增加2m質(zhì)點(diǎn)任意1s內(nèi)的平均速度比前1s內(nèi)的平均速度增加2m/s10、關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()物體的速度不變，則加速度為0物體的加速度增加，速度大小一定增加物體的加速度減小，速度大小一定減小物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以速度改變而加速度不變11、物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知第1s末的速度是6m/s，第2s末的速度是8m/s，則下列結(jié)論正確的是()物體的初速度為3m/s物體的加速度是2m/s2任何1s內(nèi)的速度變化都是2m/s第1s內(nèi)的平均速度是6m/s12、一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，初速度=2.0m/s，它在第3s內(nèi)通過(guò)的位移是4.5m，則它的加速度為()A、0.5m/s2B、1.0m/s2C、1.5m/s2D、2.0m/s13、汽車以大小為20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車后，獲得的加速度大小為5m/s2,那么剎車后2s內(nèi)與剎車后6s內(nèi)汽車通過(guò)的路程之比為()A、1：1B、3：1C、4：3D、3：414、汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)3s后停止運(yùn)動(dòng)，那么，在這連續(xù)的3個(gè)1s內(nèi)汽車通過(guò)的位移之比為()A、1：3：5B、5：3：1C、1：2：3D、3：2：1參考答案例1解析（1）玻璃球先于羽毛到達(dá)地面，這主要是因?yàn)橛鹈艿降目諝庾枇Υ蟮木壒?。正確選項(xiàng)為D。

（2）大小相等的實(shí)心鐵球和空心鐵球受到的空氣阻力相等。在忽略空氣阻力的情況下，兩球均做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的加速度相等。因下落高度相等，故下落的時(shí)間相等，落地的速度相等。正確選項(xiàng)為B。例2解析只要相鄰兩滴水滴下的時(shí)間間隔超過(guò)0.1s，人耳就能分辨出兩滴水的擊盤聲，而與水龍頭距人耳的距離無(wú)關(guān)（只要人耳能夠聽(tīng)到聲音）。在0.1s內(nèi)，水滴下落的距離

m=0.05m,所以，水龍頭距人耳的距離只要超過(guò)0.05m就行。水龍頭滴兩滴水的時(shí)間間隔為，由可得。所以，本題正確選項(xiàng)為D。例3解析實(shí)驗(yàn)時(shí)，上述儀器中必須有的是：低壓交流電源（50Hz）和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（用來(lái)打點(diǎn)），以及長(zhǎng)度為1m、最小刻度為毫米的刻度尺（用來(lái)測(cè)量點(diǎn)跡之間的距離）。第1空內(nèi)應(yīng)填A(yù)、D、E。第2空內(nèi)應(yīng)填自由落體運(yùn)動(dòng)。我們用逐差法來(lái)求重力加速度的測(cè)量值：根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可得紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離依次為d1=6.0cm,d2=12.5cm－6.0cm=6,5cm,d3=19.3cm－12.5cm=6.8cm,

d4=26.5cm－19.3cm=7.2cm,d5=34.1cm－26.5cm=7.6cm,d6=42.1cm－34.1cm=8.0cm。可得重物下落的加速度為cm/s2=10m/s2,

cm/s2≈9.17m/s2,

cm/s2=10m/s2。從而，重力加速度的測(cè)量值為

m/s2≈9.72m/s2。例4解析由豎直上拋運(yùn)動(dòng)位移公式可得

mm=－12m。這表示經(jīng)過(guò)2s后石子對(duì)拋出點(diǎn)的位移的大小為12m，方向是豎直向下的，即石子經(jīng)過(guò)2s后在塔頂下方12m處，因而離地面的高度為

m－12m=3m。點(diǎn)悟上述解法采用了整體分析法，我們也可以分上升運(yùn)動(dòng)和下降運(yùn)動(dòng)兩步來(lái)計(jì)算：石子上升到最高點(diǎn)的時(shí)間

s=0.4s，離塔頂?shù)淖畲蟾叨?/p>

m=0.8m，石子從最高點(diǎn)下落的距離

m=12.8m?？梢?jiàn)，石子離地面的高度為m+0.8m－12.8m=3m。顯然，這樣分步計(jì)算比較麻煩。例5解析物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱性，下降階段經(jīng)過(guò)窗戶的時(shí)間與上升階段經(jīng)過(guò)窗戶的實(shí)際相等。研究下降階段物體經(jīng)過(guò)窗戶的運(yùn)動(dòng)，由位移公式可得物體到達(dá)窗戶上沿時(shí)的速度

m/s=15m/s。由速度公式可得物體落地的速度

=15m/s+10×(0.1+0.2)m/s=18