高一物理滬科版必修1 第2章 2.1《伽利略對落體運動的研究》課件

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歡迎進入物理課堂 理解教材新知 第2章 隨堂基礎鞏固 課時跟蹤訓練 知識點一 知識點二 把握熱點考向 考向一 考向二 應用創(chuàng)新演練 2 1 1 亞里士多德認為 重的物體比輕的物體下落的快 2 伽利略認為 在忽略空氣阻力影響時 輕重物體下落得同樣快 3 伽利略通過把斜面實驗的結果合理外推 得到了落體運動的規(guī)律 自學教材 1 亞里士多德的觀點公元前4世紀 古希臘的哲學家亞里士多德憑 直覺 和 觀察 得出這樣一個結論 的物體比的物體下落得快 2 伽利略的觀點重物與輕物下落得快 重 輕 同樣 重點詮釋 1 伽利略對亞里士多德觀點的歸謬 2 伽利略的結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量的大小無關 1 一顆鐵釘與一個小棉花團同時從同等高度處下落 總是鐵釘先落地 這是因為 A 鐵釘比棉花團重B 鐵釘比棉花團密度大C 棉花團受到的空氣阻力影響大D 小棉花團的體積大 解析 在實際生活中 一個物體下落時 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 因為鐵釘受空氣阻力的影響小 棉花團受空氣阻力的影響大 因此 棉花團下落得慢 答案 C 自學教材 1 大膽猜想下落物體的速度 隨時間均勻 即 2 困難之一 1 困難 增加 v t 瞬時速度不易測量 2 解決方法 把注意力放在易測量的的關系上 通過數(shù)學推理得出 從靜止開始做勻加速直線運動的物體 通過的位移一定與時間的平方成 即 距離與時間 正比 s t2 時間 沖淡重力 正比 落體運動 增大 最大 猜想 數(shù)學推理 實驗驗證 合理外推 重點詮釋 1 對伽利略自由落體運動的研究思路和方法的理解伽利略提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動 勻變速運動 而在當時實驗條件下測量短時間有困難 伽利略就采用了間接驗證的方法 1 運用數(shù)學推導的方法得出對于初速度為零的勻變速運動應有s t2 伽利略將斜面實驗結果外推到斜面傾角增大到90 時的情況 小球自由下落 認為小球仍會保持勻變速運動的性質 2 沖淡重力 斜面實驗的再現(xiàn) 1 實驗步驟 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管 讓水均勻流出 用流出的水量表示時間 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 銅球的位置 測量水的重量 換算成時間t1 測量出銅球的位移s1 重復上述實驗步驟 測出t2和s2 t3和s3 2 1961年 美國 科學 雜志刊登了根據(jù)伽利略當年描述的實驗裝置所進行的一項重復性斜面實驗 該實驗的傾角為3 73 使用水鐘測量時間 其結果見下表 根據(jù)上面的數(shù)據(jù) 你能驗證伽利略當年的研究是否正確嗎 可見 在誤差允許的范圍內(nèi) 小球的位移與時間的平方成正比 小球的運動是一種勻變速直線運動 驗證了伽利略當年研究的正確性 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 紙片下落得慢是因為紙片太輕B 將兩張同樣的紙 一張水平一張豎直同時下落 結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 C 真空管中的羽毛和金屬片會同時落下是因為金屬片比較小 可能與羽毛的重力差不多D 越重的物體下落得越快 說明物體下落的時間與重力成反比 思路點撥 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 紙片下落得慢是因為紙片受到的空氣阻力與其自身重力相比較大的緣故 A錯 兩張同樣的紙 重力相同 但豎直放置的紙下落得快 是阻力相對于重力較小的緣故 下落快慢與重力無關 B正確 真空中的羽毛和金屬片會同時落下 說明沒有阻力時輕 重物體下落的一樣快 與重力大小無關 C錯 越重的物體下落的越快 是因為空氣阻力與其重力相比較小的原因 并不能說明物體的下落時間與重力成反比 D錯 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量無關 1 科學研究發(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由靜止釋放羽毛和鉛球 忽略地球和其他星球對它們的影響 以下說法中正確的是 A 羽毛將加速上升 鉛球將加速下落B 羽毛和鉛球都將下落 且同時落到月球表面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 因為物體下落得太快 伽利略無法測量物體自由下落的時間 為了使物體運動速度放慢 伽利略轉向探究物體在斜面上的運動問題 甲 乙 丙三個圖都是實驗現(xiàn)象 采用斜面的目的是 沖淡 重力的作用 使實驗現(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 形成外推的實驗基礎 而丁圖是在此基礎上經(jīng)過合理的外推得到的結論 選項A D正確 答案 BD 例2 伽利略對自由落體運動的研究 是科學實驗和邏輯思維的完美結合 如圖2 1 1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 圖2 1 1 A 其中的甲 乙 丙圖是實驗現(xiàn)象 丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結論B 其中的丁圖是實驗現(xiàn)象 甲 乙 丙圖是經(jīng)過合理的外推得到的結論C 運用丁圖的實驗 可 放大 重力的作用 使實驗現(xiàn)象更明顯D 運用甲圖的實驗 可 沖淡 重力的作用 使實驗現(xiàn)象更明顯 思路點撥 伽利略把斜面實驗的結果合理外推到豎直方向 得到了落體運動的規(guī)律 斜面實驗沖淡了重力的作用 使得實驗現(xiàn)象更加明顯 解析 因為物體下落得太快 伽利略無法測量物體自由下落的時間 為了使物體運動速度放慢 伽利略轉向探究物體在斜面上的運動問題 甲 乙 丙三個圖都是實驗現(xiàn)象 采用斜面的目的是 沖淡 重力的作用 使實驗現(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 形成外推的實驗基礎 而丁圖是在此基礎上經(jīng)過合理的外推得到的結論 選項A D正確 答案 AD 借題發(fā)揮 理解伽利略的理想斜面實驗關鍵是對 實驗現(xiàn)象 和 合理外推 的感悟 實驗現(xiàn)象能夠直接觀察到 而 外推 的內(nèi)容則是不能直接觀測到的 2 伽利略在研究自由落體運動時 設計了如圖2 1 2所示的斜面實驗 下列哪些方法是他在這個實驗中采用過的 圖2 1 2 A 用水鐘計時B 用打點計時器打出紙帶進行數(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 將斜面實驗的結果合理 外推 說明自由落體運動是特殊的勻變速直線運動 解析 伽利略在研究自由落體運動時 采用水鐘計時法 當時還沒有打點計時器 A正確 B錯誤 因同一傾角s t2 說明小球做勻變速直線運動 而且改變斜面傾角 得出s t2的比值不同 伽利略將實驗的結果合理 外推 如果斜面傾角為90 小球將做自由落體運動 因此得出自由落體運動是特殊的勻變速直線運動 故C D均正確 答案 ACD 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全