④猜想:若没有摩擦阻力 , 球将永远滚动下去 。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验 。
3.实验探究 , 得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定 , 右斜面倾角可变 。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放 。
①固定右斜面 , 改变小球所受的摩擦 , 观察小球上升的高度怎样变化 。重复一次 。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦 , 小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角 , 观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化 。重复一次 。
思考:
1.减小右斜面倾角 , 小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦 , 减小右斜面倾角 , 沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平 , 释放小球 , 观察小球的运动 。
思考:
1.如果水平木板足够长 , 小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦 , 水平木板足够长 , 小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动 。我们为动画配了一段话剧 。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略 , 学生扮演小球 。)
伽利略:小球先生(小姐) , 如果没有摩擦 , 你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬 , 直到爬上原来的高度 。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角 , 你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高 , 我就可以爬多高 , 只是我要走的路程更长了 。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧 , 只是又多了一段山水之程 。
伽利略:如果我把右斜面放平 , 你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮 , 吾将上下而求索 。既然选择了高度 , 留给世界的便只能是背影 。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想 , 沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天 , 你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验 。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实 , 加上合理的逻辑推理 , 得出规律的一种方法 。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方 , 思维向前一步 。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一 , 而且标志着物理学的真正开端 。这个评价实事求是 , 从亚里士多德到伽利略 , 经历了2000多年 , 物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦 , 只经历300多年 , 物理学的大厦初步建立 , 大师辈出 。这都得益于伽利略首创的实验研究方法 。
过渡:通过双斜面理想实验 , 伽利略得出了结论 。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力 , 沿水平面滚动的球将永远滚动下去 。运动不需要力维持 。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因 。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动 , 受到了推、拉力;由运动变为静止 , 受到了摩擦阻力 。足球由静止变为运动 , 受到了脚的力;由运动变为静止 , 受到了草地的摩擦阻力 。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充 。
4.补充完善 , 形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用 , 物体将永远保持其静止或运动状态 , 永远不会使自己沿曲线运动 , 而只保持在直线上运动 。这应成为一个原理 , 它是人类整个自然观的基础 。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态 。
过渡:1642年 , 伽利略逝世 , 1643年牛顿在英国诞生 。牛顿是人类历最伟大的科学家之一 。主要贡献有发明了微积分 , 发现了万有引力定律和经典力学 , 设计并制造了第一架反射式望远镜等等 。
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