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(共38張PPT)
伽利略對落體運動的研究（第二課時）
一、為何從落體運動開始研究？
三、下落快慢的影響因素是什么？
二、如何開展對落體運動的研究？
四、如何研究自由落體運動的規律？
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
觀察現象
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
提出問題
當一塊原來靜止的石頭從高處落下的速度連續增加時，為什么不應當相信速度以一種簡單的、人們最容易理解的方式增加呢
速度隨什么物理量增加？
速度隨時間均勻增加？
速度隨位移均勻增加？
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
猜想假設
觀察現象
提出問題
得出結論
猜想假設
提出問題
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
猜想假設
F = ma
E = mc2
W = Fs
t
速度隨時間均勻增加？
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
簡潔美
受當時測量手段的限制，如何轉化實驗方案？
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
c'c
猜想假設
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
轉化
時間
？
面臨困難
時間
速度
x
轉化
解決辦法
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
脈搏
水鐘
面臨困難
時間
速度
x
轉化
解決辦法
受當時測量手段的限制，如何轉化實驗方案？
時間
水鐘
時間
水鐘
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
面臨困難
時間
速度
x
轉化
解決辦法
受當時測量手段的限制，如何轉化實驗方案？
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
面臨困難
時間
速度
v
x
轉化
解決辦法
豎直下落
沿斜面運動
轉化
受當時測量手段的限制，如何轉化實驗方案？
伽利略實驗裝置的復制品
銅球
1604年伽利略做斜面實驗的一頁手稿
t2 t x
1 1 32
4 2 130
9 3 298
16 4 526
25 5 824
36 6 1192
49 7 1600
64 8 2104
伽利略手稿中的數據
t2 t x
1 1 32
4 2 130
9 3 298
16 4 526
25 5 824
36 6 1192
49 7 1600
64 8 2104
伽利略手稿中的數據
x
t2
O
x
t2
O
更換不同質量的小球，C 的值仍然不變。
1
2
3
斜面的傾角越大，常量C 的值也越大。
斜面的傾角一定，C 的值不變。
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
c'c
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
得出結論
實驗證實：小球在斜面上做的是從靜止開始的、 速度隨時間均勻增加的運動。
實驗證實：小球在斜面上做的是從靜止開始的、 速度隨時間均勻增加的運動。
自由落體運動
如何利用斜面實驗的結果來說明自由落體運動的規律
與質量m無關
外推
2.自由落體運動
1.落體運動 特征：
軌跡豎直向下
由靜止開始
受到重力和阻力
——理想模型
物體只在重力作用下
從靜止開始下落的運動
條件
具有相同的運動規律
一、為何從落體運動開始研究？
三、下落快慢的影響因素是什么？
二、如何開展對落體運動的研究？
四、如何研究自由落體運動的規律？
五、自由落體運動模型的實際意義？
真空中的羽毛
空氣中的鐵球
空氣中的鐵球 VS 真空中的羽毛
問題：下落的鐵球運動能不能看成自由落體運動呢？
小峰
可以近似看成自由落體運動。
羽毛就是做自由落體運動，
鐵球的運動，接近一個標準的自由落體運動,
說明 f 可忽略不計。
空氣中的鐵球 VS 真空中的羽毛
問題：下落的鐵球運動能不能看成自由落體運動呢？
初始位置
G
f
近似成自由落體運動
f << G
f
次要因素
主要因素
G
近似為
自由落體運動
近似為
勻速直線運動
建立模型
由靜止開始下落，過程中f <落體運動可近似為自由落體運動。
1.落體運動
2.自由落體運動
——理想模型
物體只在重力作用下
從靜止開始下落的運動
條件
具有相同的運動規律
提出問題
猜想假設
邏輯推理
實驗研究
得出結論
觀察現象
分類歸納
歸謬法
外推法
控制變量
由靜止開始下落，過程中f <落體運動可近似為自由落體運動。
1.落體運動
2.自由落體運動
——理想模型
物體只在重力作用下
從靜止開始下落的運動
條件
具有相同的運動規律
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
科學研究方法
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
科學研究方法
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
科學研究方法
觀察現象
提出問題
猜想假設
得出結論
實驗研究和
邏輯推理（包括數學推演）
科學研究方法
支持假設
不支持假設
修正假設
重復幾次
亞里士多德提出：物體下落是為了尋找它們的自然位置。
物體質量越大，下落越快。
伽利略提出：物體下落的速度隨時間均勻增大，與本身質量無關。
牛頓找到了物體下落的原因：物體之所以會下落，是因為它和地球之間存在引力。
愛因斯坦對引力提出解釋：兩個物體間存在引力的原因是它們的質量使周圍的空間發生了彎曲。
科學研究方法
阿波羅15號宇航員 斯科特
伽利略的發現以及他所用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，標志著物理學的真正開端。

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