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高中三年级物理

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    科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:
    A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。
    B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设。
    C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示。
    D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设。


    回答下列提问:
    (1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是_________,_________。
    (2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做__________运动,表中x处的值为_________。
    (3)图(b)中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做_________运动,最后“小纸杯”做_________运动。
    (4)比较图(b)中的1和5,指出在1.0~1.5 s时间段内,速度随时间变化关系的差异:______________________。
    本题信息:2012年陕西省模拟题物理实验题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下...” 主要考查您对

伽利略对自由落体运动的研究

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  • 伽利略对自由落体运动的研究

亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究:

       古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。
        直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略通过“比萨斜塔试验”,用事实证明,轻重不同的物体,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例,为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。

伽利略的科学研究方法:

提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。


伽利略的探索之路:

知识=观察+实验+思考

1、大胆的猜测:下落物体的速度是随时间均匀增加的,即,则测瞬时速度V与时间t成正比

困难一:瞬时速度无法准确测量。为了解决测量瞬时速度的困难,伽利略寻求间接验证的途径(思维的作用)
则测下落的高度与时间t2成正比

2、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。

困难二: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?

3、合理外推:随着θ的增大,的数值在增大。当θ=90°时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时的数值最大。

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,而且得到了物体下落的规律。

分析:

伽利略的成功,不仅在与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。

思考:

科学思想方法程序是:对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑(包括数学)得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→……

其核心是:把实验和逻辑和谐地结合起来。


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