,,第6节
伽利略对自由落体运动的研究,学习目标
(1)了解伽利略研究自由落体运动的科学方法,巧妙地实验构思
(2)了解伽利略研究自由落体运动的探究历史
(3)通过学习伽利略多自由落体运动的研究,培养学生热爱科学、勇于探究、坚持真理的高尚情操,,亚里士多德:
通过对大量的物体自由下落的观察,直接得出结论:重的物体比轻的物体下落的快,即“重快轻慢”。
由于他在学术界的崇高地位,且该结论符合生活经验,这种论断流传了近2000年。,,历史回顾,一、伽利略通过观察现象提出疑问,二、逻辑的力量,A 理论:假设亚里士多德正确(重的物体下落得快),,?,矛盾!,结论2:如果把大石头和小石头捆在一起,独自下落慢的小石头就会拖慢独自下落快的大石头,最终其下落速度比大石头慢。,结论1:如果把大石头和小石头捆在一起,其所受的重力一定比其中任一石块大,其下落速度比任一石块快。,,这两个结论能同时成立吗?,(说明了什么?),16世纪意大利的科学家伽利略推翻了这种观点,三、实验验证,B 实验:比萨斜塔实验,伽利略还在比萨斜塔做过落体实验:在塔顶,他同时释放两个铅球,一个轻,一个重,最后两个铅球同时落地。这个实验有力地反驳了亚里士多德的观点。,轻重不同的物体下落一样快,,毛钱管实验:
【结论】在没有空气阻力的情况下,物体下落的快慢与质量无关。,问题:
既然物体自由下落跟质量无关,那么它到底遵循什么样的规律呢?
伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后,就开始研究落体运动的性质。,四、伽利略的猜想与假说,伽利略的探索之路,大胆的猜测:
下落物体的速度是随时间均匀增加的,即瞬时速度V与时间t成正比。
要验证这个结论存在着以下几个难点。,,,冲淡重力,困难二 物体下落很快,很难测定不同位移的时间
(思维)为了减缓物体下落速度,伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。,,,,实验验证 :伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据
结果表示为:
伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。,,合理外推:随着倾角的增大, 的数值在增大。当θ=900时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时 最大。,困难三、伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律?,合理外推,至此,他终于成功地验证了原先的猜想,不但否定了亚里士多德的错误论断,而且得到了落体的规律。
分析:伽利略的成功,不仅在于找到了落体运动的规律,更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。
现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律,超越伽利略,现在我们不必用斜面来“冲淡重力”,采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”,直接研究落体运动的性质。
现代研究落体运动的方法 :
1、“自由落体频闪照片”求加速度
2 、用打点计时器研究纸带求出加速度
3、其它方法(测速计等),人们采用先进的实验手段测得:
一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示。通常的计算,g值取9.8m/s2,实际意义 :
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时,即f<
展开阅读全文
相关搜索