高考物理 伽利略对自由落体运动的研究学案

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1、伽利略对自由落体运动的研究【学习目标】1.自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程2.掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题3.了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法4.理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题5..经历对自由落体运动的探究过程，体会人类对客观世界发展之旅的乐趣6.通过了解史实培养学生的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利的思想，提高自己的认识观【预习提问】1.上一节课学习了自由落体运动，那么什么是自由落体运动，自由落体运动的规律有哪些？2.伽利略是怎么推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论

2、的呢？伽利略对自由落体运动的研究给我们什么启示？【预习填空】1.伽利略对亚里士多德的结论的否定⑴伽利略在《两种新科学的对话》一书中利用逻辑推理的方法对亚里士多德的结论进行推断，得出了互相的结论。⑵伽利略的观点：重物与轻物下落的。⑶伽利略的科学猜想：落体是一种最简单的运动，这种运动的速度应该是变化的。2.理想实验让小铜球从斜槽的不同位置由静止滚下，得出小球滚下的位移x与的平方成正比，当倾角等于90度，即物体竖直下落时，位移x与仍然成正比，得到了落体运动的规律。3.科学方法伽利略科学思想方法的核心是把和和谐地结合起来，他给出了科学研究过程的基本要素即→→运用逻辑得出推论→→。【例题分析】

3、例1伽利略以前的学者认为，物体越重，下落越快。伽利略等一些物理学家否定了这种看法。   （1）在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为（）A.它们的质量不等B.它们的密度不等C.它们的材料不同D.它们所受的空气阻力不等     （2）在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是（）①它们受到的空气阻力不等②它们的加速度相等③它们落地的速度不等④它们下落的时间相等A.①③B.②④C.只有②D.只有③【提示】羽毛下落时空气阻力不能忽略，玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略。【解析】（1）玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为羽毛受到

4、的空气阻力大的缘故。正确选项为D。  （2）大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等。在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，它们的加速度相等。因下落高度相等，故下落的时间相等，落地的速度相等。正确选项为B。【点悟】羽毛下落得比玻璃球慢，是由于空气阻力的影响。在空气阻力很小而可以忽略的情况下，实心铁球和空心铁球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同。要抛弃亚里士多德的错误观点，不要以为重物比轻物下落得快。例2.实验室备有下列仪器：A.长度为1m、最小刻度为毫米的刻度尺；B.长度为1m、最小刻度为分米的刻度尺；C.秒表；D.打点计时器；E.低压交流电源（50Hz）F.低压直流

5、电源G.天平。为了测量重锤下落的加速度的数值，上述仪器中必须有的是（填字母代号），实验是通过研究重锤做运动来测量重锤下落加速度的。把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，当重锤自由下落时，打点计时器在纸带上打出一系列的点。取连续清晰的7个点，用刻度尺测出第2、3、4、5、6、7各点与第1点的距离d如下表所示：点的次序1234567距离d/cm06.012.519.326.534.142.1请用这些数据求出重力加速度的测量值。【提示】算出各点的速度，画出速度图象，由图线的斜率可得重锤下落的加速度即重力加速度；或者由速度值求加速度，再取平均值；也可用逐差法直接求加速度，再取平均值。【

6、解析】实验时，上述仪器中必须有的是：低压交流电源（50Hz）和打点计时器（用来打点），以及长度为1m、最小刻度为毫米的刻度尺（用来测量点迹之间的距离）。第1空内应填A、D、E。第2空内应填自由落体运动。我们用逐差法来求重力加速度的测量值：根据表中的数据，可得纸带上相邻两点间的距离依次为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为cm/s2=10m/s2,cm/s2

7、≈9.17m/s2, cm/s2=10m/s从而，重力加速度m/s2≈9.72m/s2。【点悟】用打点计时器测量物体运动的加速度，这是最基本的一项实验。要掌握实验原理、实验器材、操作步骤和数据处理方法。【课堂训练】1．在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动．并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展()A．亚里士多穗B．伽利略C．牛顿D