第6課時伽利略對自由落體運動的研究班級姓名學(xué)號【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用2、知道伽利略對自由落體運動的研究方法3、從科學(xué)研究過程中體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅，培養(yǎng)也于堅持真理，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度。【課前預(yù)習(xí)】一、（綿延兩千年的錯誤）亞里士多德的論斷亞里士多德從許多現(xiàn)象，如雨滴的下落、雪片從天而降、樹葉飄落、蘋果墜地以及石子落入水井中，發(fā)現(xiàn)總是輕的物體下落得慢，重的物體下落得快，于是得出重的物體比輕的物體下落得快。二、伽利略的論斷1、（邏輯的力量）伽利略用巧妙的推理反駁了“重的物體比輕的物體下落得更快”的說法。為了擺脫這種困境，伽利略認為只有一種可能性：。2、伽利略的探究之路（1）建立速度的概念（2）猜想與假說下落物體的速度是隨時間均勻增大的，即v∝t。即下落物體其運動性質(zhì)是勻加速直線運動。（3）數(shù)學(xué)推理用實驗觀察和驗證v∝t，需要測量不同時刻的瞬時速度，但瞬時速度v很難直接測量。由于位移是比較容易測量的物理量，因此，如果將勻變速直線運動的位移和時間的關(guān)系找到，就比較容易進行實驗驗證了。從靜止開始的勻加速直線運動，其位移與時間的平方成正比，即x∝t2。（4）實驗驗證（伽利略的困難：計時技術(shù)不夠發(fā)達，無法直接測定瞬時速度）實驗再現(xiàn)：巧妙的“沖淡重力”斜面實驗①將一條刻有光滑凹槽的長木板的一端墊起。②在盛水的大桶下面裝一根細管，讓水均勻流出，用流出的水量表示時間。③將銅球從凹槽的某一特定位置由靜止釋放。④記錄下流出一定水量時，銅球的位置。⑤測量水的重量換算成時間t1，測量出銅球的位移x1。⑥重復(fù)上述實驗步驟，測出t2和x2，t3和x3?！瓟?shù)據(jù)處理：求出位移x和時間t的比值。結(jié)論歸納：計算表明，在誤差允許的范圍內(nèi)，有＝…＝常數(shù)，即x∝t2。（5）合理外推伽利略將實驗的結(jié)果作了合理的外推，把結(jié)論從有傾角的情況增大到90°的情況，這時小球?qū)⒆杂上侣洌蔀樽杂陕潴w。伽利略認為這時小球仍然會保持勻加速直線運動的性質(zhì)。這種從斜面運動到落體運動的外推，是很巧妙的。（6）伽利略的研究思路及價值思路：問題→猜想→數(shù)學(xué)推理→實驗驗證→合理外推→得出結(jié)論。三、伽利略對自由落體的研究的價值伽利略對自由落體的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這些方法的核心是把和（包括）和諧地結(jié)合起來，從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法?！灸芰μ嵘坷?、伽利略對自由落體運動的研究，是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖所示，可大致表示其實驗和思維的過程，對這一過程的分析，下列說法正確的是（）A．其中的甲圖是實驗現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B．其中的丁圖是實驗現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C．運用甲圖的實驗，可“沖淡”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯D．運用丁圖的實驗，可“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯例2、伽利略前的學(xué)者認為：物體越重，下落得越快，伽利略等一些物理學(xué)家否定了這種看法。（1）如圖所示：在一玻璃管中放中放一片羽毛和一個玻璃球，迅速倒置玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛達到底端，這主要是因為（）A．它們的重量不同B．它們的密度不同C．它們的材料不同D．它們受到的空氣阻力不同（2）在一高塔頂端釋放大小相同的實心鐵球和實心鉛球，與此有關(guān)的下列說法中，正確的是（）A．它們受到的空氣阻力不同B．它們的加速度相同C．它們落地的速度不同D．它們下落的時間相同【課堂訓(xùn)練】1、在火星上，做自由落體運動的物體在1s內(nèi)下落4m。求：（1）該物體在2s末的速度；（2）在3s內(nèi)該物體下落的高度。2、一個物體從h高處自由落下，經(jīng)過最后200m所用的時間是4s。求：⑴物體下落h高度所用的總時間⑵高度h為多少？（取g=10m/s2）【課后鞏固】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、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的運動，并首先采用了實驗檢驗、猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進了人類科學(xué)的發(fā)展（）A．伽利略B．亞里士多德C．牛頓D．愛因斯坦2、在學(xué)習(xí)物理知識的同時，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，后一點甚至更重要．偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對于后來的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義．請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程，判定下列哪個過程是伽利略的探究過程（）A．猜想—問題—數(shù)學(xué)推理—實驗驗證—合理外推—得出結(jié)論B．問題—猜想—實驗驗證—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—實驗驗證—合理外推—得出結(jié)論D．猜想—問題—實驗驗證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論3、關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是（）A．某段時間的平均速度等于這段時間初速度與末速度和的一半B．某段位移的平均速度等于這段時間初速度與末速度和的一半C．在任何相等時間內(nèi)速度變化相同D．在任何相等時間內(nèi)位移相同4、伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是（）A．不能很準(zhǔn)確地測定下落的距離B．不能測出下落物體的瞬時速度C．當(dāng)時沒有測量時間的儀器D．伽利略的數(shù)學(xué)知識太少5、甲、乙兩物體所受重力之比為1：2，甲、乙兩物體所在的位置高度之比為2：1，它們都做自由落體運動，則下列說法中正確的是（）A．落地的速度之比是：1B．落地時的速度之比是1：1C．下落過程中的加速度之比是1：2D．下落過程中加速度之比是1：1計算過程：6、把自由落體運動下落的總距離分成相等的三段，按從上到下的順序,經(jīng)過這三段的路程的平均速度的比是（）A．1：3：5B．1：4：9C．D．.計算過程：7、為了求出塔的高度，從塔頂自由落下一石子，除了需要知道重力加速度以外，還需知道下面哪一項（）A．石子落至地面所經(jīng)歷的時間B．最初1s內(nèi)石子的位移C．最后1s內(nèi)石子的位移D．第1s末的速度和第2s末的速度8、一組同學(xué)研究“物體下落過程所受空氣阻力的大小是否變化”的探究過程如下：A．有同學(xué)認為：物體下落過程所受空氣阻力可能與運動速度有關(guān)。B．他們計劃利用“小紙杯”作為研究對象，用頻閃相機等儀器測量小紙杯在空中的下落運動，并研究下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律，以驗證假設(shè)。C．在相同實驗條件下，同學(xué)們先測量了單個小紙杯的運動情況，制作了下表并畫出了對應(yīng)的位移—時間圖象如圖a。然后將不同數(shù)量的小紙杯疊放在一起進行運動情況的測量，并最后作出它們的速度—時間圖象如圖b（圖線序號與小紙杯數(shù)量相同）。圖b圖b圖av/ms-1x/m2.01.02.01.000.40.81.21.62.02.400.40.81.21.62.02.4t/sst/s時間（s）下落距離（m）0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4452.0按上述探究過程回答下面問題：（1）科學(xué)探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、搜集證據(jù)、評價交流等。與A，C步驟相對應(yīng)的探究環(huán)