高一物理滬科版必修1 第2章 2.1《伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 理解教材新知 第2章 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 把握熱點(diǎn)考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 2 1 1 亞里士多德認(rèn)為 重的物體比輕的物體下落的快 2 伽利略認(rèn)為 在忽略空氣阻力影響時(shí) 輕重物體下落得同樣快 3 伽利略通過把斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推 得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 自學(xué)教材 1 亞里士多德的觀點(diǎn)公元前4世紀(jì) 古希臘的哲學(xué)家亞里士多德憑 直覺 和 觀察 得出這樣一個(gè)結(jié)論 的物體比的物體下落得快 2 伽利略的觀點(diǎn)重物與輕物下落得快 重 輕 同樣 重點(diǎn)詮釋 1 伽利略對(duì)亞里士多德觀點(diǎn)的歸謬 2 伽利略的結(jié)論如果能排除空氣阻力的影響 輕重不同的物體下落快慢完全一樣 即物體下落速度的變化與物體質(zhì)量的大小無關(guān) 1 一顆鐵釘與一個(gè)小棉花團(tuán)同時(shí)從同等高度處下落 總是鐵釘先落地 這是因?yàn)?A 鐵釘比棉花團(tuán)重B 鐵釘比棉花團(tuán)密度大C 棉花團(tuán)受到的空氣阻力影響大D 小棉花團(tuán)的體積大 解析 在實(shí)際生活中 一個(gè)物體下落時(shí) 總要受到空氣阻力的作用 與重力相比 阻力的影響越大 物體下落得越慢 因?yàn)殍F釘受空氣阻力的影響小 棉花團(tuán)受空氣阻力的影響大 因此 棉花團(tuán)下落得慢 答案 C 自學(xué)教材 1 大膽猜想下落物體的速度 隨時(shí)間均勻 即 2 困難之一 1 困難 增加 v t 瞬時(shí)速度不易測(cè)量 2 解決方法 把注意力放在易測(cè)量的的關(guān)系上 通過數(shù)學(xué)推理得出 從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體 通過的位移一定與時(shí)間的平方成 即 距離與時(shí)間 正比 s t2 時(shí)間 沖淡重力 正比 落體運(yùn)動(dòng) 增大 最大 猜想 數(shù)學(xué)推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 合理外推 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)伽利略自由落體運(yùn)動(dòng)的研究思路和方法的理解伽利略提出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng) 勻變速運(yùn)動(dòng) 而在當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量短時(shí)間有困難 伽利略就采用了間接驗(yàn)證的方法 1 運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出對(duì)于初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)應(yīng)有s t2 伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)結(jié)果外推到斜面傾角增大到90 時(shí)的情況 小球自由下落 認(rèn)為小球仍會(huì)保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 2 沖淡重力 斜面實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn) 1 實(shí)驗(yàn)步驟 將一條刻有光滑凹槽的長木板的一端墊起 在盛水的大桶下面裝一根細(xì)管 讓水均勻流出 用流出的水量表示時(shí)間 將銅球從凹槽的某一特定位置由靜止釋放 記下流出一定水量時(shí) 銅球的位置 測(cè)量水的重量 換算成時(shí)間t1 測(cè)量出銅球的位移s1 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 測(cè)出t2和s2 t3和s3 2 1961年 美國 科學(xué) 雜志刊登了根據(jù)伽利略當(dāng)年描述的實(shí)驗(yàn)裝置所進(jìn)行的一項(xiàng)重復(fù)性斜面實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)的傾角為3 73 使用水鐘測(cè)量時(shí)間 其結(jié)果見下表 根據(jù)上面的數(shù)據(jù) 你能驗(yàn)證伽利略當(dāng)年的研究是否正確嗎 可見 在誤差允許的范圍內(nèi) 小球的位移與時(shí)間的平方成正比 小球的運(yùn)動(dòng)是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng) 驗(yàn)證了伽利略當(dāng)年研究的正確性 答案 見解析 例1 下列說法正確的是 A 將一枚硬幣和一張紙片從同一高度自由下落 紙片下落得慢是因?yàn)榧埰pB 將兩張同樣的紙 一張水平一張豎直同時(shí)下落 結(jié)果豎直的那張紙下落得快 說明物體下落快慢與物體重力無關(guān) C 真空管中的羽毛和金屬片會(huì)同時(shí)落下是因?yàn)榻饘倨容^小 可能與羽毛的重力差不多D 越重的物體下落得越快 說明物體下落的時(shí)間與重力成反比 思路點(diǎn)撥 由物體下落過程中受到的阻力大小與重力相比是否可以忽略判斷物體下落得快慢 解析 硬幣和紙片從同一高度下落 紙片下落得慢是因?yàn)榧埰艿降目諝庾枇εc其自身重力相比較大的緣故 A錯(cuò) 兩張同樣的紙 重力相同 但豎直放置的紙下落得快 是阻力相對(duì)于重力較小的緣故 下落快慢與重力無關(guān) B正確 真空中的羽毛和金屬片會(huì)同時(shí)落下 說明沒有阻力時(shí)輕 重物體下落的一樣快 與重力大小無關(guān) C錯(cuò) 越重的物體下落的越快 是因?yàn)榭諝庾枇εc其重力相比較小的原因 并不能說明物體的下落時(shí)間與重力成反比 D錯(cuò) 答案 B 借題發(fā)揮 在空氣中不同物體下落快慢不同是由于其所受空氣阻力對(duì)其自身的影響不同 如果空氣阻力可以忽略 則它們下落的快慢與質(zhì)量無關(guān) 1 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn) 在月球表面沒有空氣 重力加速度約為地球表面處重力加速度的1 6 若宇航員登上月球后 在空中同一高度處同時(shí)由靜止釋放羽毛和鉛球 忽略地球和其他星球?qū)λ鼈兊挠绊?以下說法中正確的是 A 羽毛將加速上升 鉛球?qū)⒓铀傧侣銪 羽毛和鉛球都將下落 且同時(shí)落到月球表面C 羽毛和鉛球都將下落 但鉛球先落到月球表面D 羽毛和鉛球都將下落 且落到月球表面的速度相同 解析 因?yàn)槲矬w下落得太快 伽利略無法測(cè)量物體自由下落的時(shí)間 為了使物體運(yùn)動(dòng)速度放慢 伽利略轉(zhuǎn)向探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)問題 甲 乙 丙三個(gè)圖都是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 采用斜面的目的是 沖淡 重力的作用 使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 而之所以采用了不同傾角的斜面 則是觀察其規(guī)律性 形成外推的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 而丁圖是在此基礎(chǔ)上經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 選項(xiàng)A D正確 答案 BD 例2 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合 如圖2 1 1所示 可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程 對(duì)這一過程的分析 下列說法正確的是 圖2 1 1 A 其中的甲 乙 丙圖是實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 甲 乙 丙圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C 運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn) 可 放大 重力的作用 使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯D 運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn) 可 沖淡 重力的作用 使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 思路點(diǎn)撥 伽利略把斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推到豎直方向 得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 斜面實(shí)驗(yàn)沖淡了重力的作用 使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯 解析 因?yàn)槲矬w下落得太快 伽利略無法測(cè)量物體自由下落的時(shí)間 為了使物體運(yùn)動(dòng)速度放慢 伽利略轉(zhuǎn)向探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)問題 甲 乙 丙三個(gè)圖都是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 采用斜面的目的是 沖淡 重力的作用 使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯 而之所以采用了不同傾角的斜面 則是觀察其規(guī)律性 形成外推的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 而丁圖是在此基礎(chǔ)上經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論 選項(xiàng)A D正確 答案 AD 借題發(fā)揮 理解伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是對(duì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 和 合理外推 的感悟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠直接觀察到 而 外推 的內(nèi)容則是不能直接觀測(cè)到的 2 伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí) 設(shè)計(jì)了如圖2 1 2所示的斜面實(shí)驗(yàn) 下列哪些方法是他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中采用過的 圖2 1 2 A 用水鐘計(jì)時(shí)B 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析C 改變斜面傾角 比較各種傾角得到的s t2的比值的大小D 將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理 外推 說明自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 解析 伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí) 采用水鐘計(jì)時(shí)法 當(dāng)時(shí)還沒有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 A正確 B錯(cuò)誤 因同一傾角s t2 說明小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 而且改變斜面傾角 得出s t2的比值不同 伽利略將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理 外推 如果斜面傾角為90 小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng) 因此得出自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 故C D均正確 答案 ACD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全