2. 伽利略的理想实验及其推论(正确认识):力是改变物体运动状态的原因,运动并不需要力来维持。
①时间:十七世纪。
②基本观点:在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
③根据:理想实验。
④方法:实验+科学推理(把可靠事实和理论思维结合起来)。
⑤理想斜面实验
将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起,让小球沿一个斜面从静止滚下来,小球将滚上另一个斜面。伽利略认真观察注意到,球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。他断定高度上的这一微小差别是由于摩擦产生的,如能将摩擦完全消除的话,则高度将恰好相等。于是他推论说在完全没有摩擦的情况下。若使第二个斜面的倾角越来越小,则不管第二个斜面倾角多么小,球在第二个斜面上总要达到相同的高度,只是小球要通过更长的路径。最后,如果第二个斜面的倾斜度完全消除了(成为水平面),那么球从第一个斜面上滚下来之后,为达到原有高度将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是有名的伽利略理想斜面实验。
这个实验是无法实现的,因为永远也无法将摩擦完全消除掉,所以叫理想实验。又叫假想实验,思想上的实验;是每抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。伽利略从可靠的实验出发,设想出这个实际上不可能进行的但又符合严格科学推理的理想化的实验,论证了物体在不受外力(理想实验中小球水平方向不受外力作用)作用时将永远运动下去的推测是正确的,说明维持物体的运动不需要外力的作用。
伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维的一种科学推理,科学研究中的一种重要方法,在自然科学的研究中有着重要的作用,它可以深刻揭示自然规律,被爱因斯坦誉为“是人类思想史上最伟大的成就之一”,伽利略也之无愧地成为动力学的创始人,实验科学的奠基人。
研究运动和力的关系,是动力学的基本问题。人类正确认识这个问题,经历了漫长的过程。
1. 十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的错误观点):力是维持问题运动的原因。
①时间:公元前。
②基本观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止下来。
③根据:经验事实一用力推车,车子才前进;停止用力,车子就要停下来。
④所用方法:观察+直觉(由生活经验得出直觉印象)。
⑤错误原因剖析:没有对所观察的物理现象进行深入地分析。只看到对车子施加的推力,而未考虑车子还受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了车子前进的动力),车子并没有立即停下来,还要向前发生一段位移;只是由于摩擦阻力的作用,才最后停了下来。路面越光滑,阻力就越小,车子向前发生的位移就越大,假若没有摩擦阻力,车子将一直运动下去,这说明车子的运动并不需要力来维持,而恰恰是(阻)力的作用,才使车子由运动到静止,运动状态发生了改变。
⑥危害:在亚里士多德以后的两千年内,动力学一直没有多大进展,直到十七世纪才受到伽利略的质疑。这是为什么?原来亚里士多德的观点与日常体验有相同之处,易于被人们接受,直接的生活经验使人们总是把力和物体运动的速度联系在一起,这种认识从孩提时代就开始了,如当拉着玩具小车前进的时候,给人的直接体验是:只有用力拉小车,小车才会前进;停止用力了,小车就会停下来;用力大的时候,小车就运动得快些;用力小的时候,小车就运动得慢些;往哪个方向用力,玩具小车就向那个方向运动等等,好像没有力的作用,物体运动不可能维持,力决定着物体运动的快慢,还决定物体运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映,但它具有片面性和表面性,根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,因为它们有时会引到错误的线索上去,然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看问题,错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识,形成思维定势.因此亚里士多德的观点统治了人们的思维两千多年。
4.1曲线运动 运动的合成与分解
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[知识梳理]
一 曲线运动
1 运动性质:
2 速度方向:
3 曲线运动的条件:
4 曲线运动的轨迹:
二 运动的合成与分解
1 运动的合成: .即已知分运动的位移、速度、和加速度等求合运动的位移、速度、和加速度等,遵从 .
2 运动的分解: . 它是运动合成的逆运算,分解的原则是根据运动的 或
3合运动与分运动的关系
⑴ 等时性:各分运动经历的时间与合运动经历的时间 。
⑵ 独立性:一个物体同时参与的几个分运动,各分运动独立进行,不受 的影响。
⑶
等效性:各分运动的叠加与合运动有完全相同的
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4 处理曲线运动的常用方法是把曲线运动分解成两个方向上的 运动。
5运动合成与分解运算法则: 。
三 小船渡河
1 处理方法:
小船过河时实际上参与了两个运动 和 ,船的实际运动是和运动。
2 对小船渡河的讨论:
船在静水中的速度为v,流水的速度为u,河宽为L。
(1)为使渡河时间最短,应向什么方向划船?此时渡河所经历的时间和所通过的路程各为多大?
(2)为使渡河通过的路程最短,应向什么方向划船?此时渡河所经历的时间和所通过的路程各为多大?
[热点题型剖析]
题型一:曲线运动的条件及应用
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巩固:下列说法中正确的是( )
A、合速度的大小一定比每个分速度大B、两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动
C、只要两个分运动是直线运动,那么他们的合运动一定也是直线运动
D、两个分运动的时间一定与他们的合运动的时间相等
E、物体在恒力作用下一定作直线运动 F、曲线运动一定是变速运动
G、变速运动一定是曲线运动H、匀速圆周运动就是速度不变的运动
题型二:小船渡河问题
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巩固:船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为( )
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题型三:合成与分解法在曲线运动中的应用
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巩固:
题型四:绳子末端速度的分解
1 原则:
2 一般方法:
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[随堂练习]
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[课下作业]
完成相应的《创新方案》和《高考总复习》
40. 《宋史》卷一六二《职官志》记载:宋初,循唐、五代之制,置枢密院,与中书对持文武二柄,号为二府……中书、枢密院二府,每朝奏事,与中书先后上殿。以上材料可看出 A.枢密院使与中书分掌军政和财政 B.枢密院使的设立,分割了宰相的权力 C.加大各部权限,发挥官员的主动性 D.充分分割军队指挥权,防止将领反叛
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
39. 著名历史学家汤因比在《人类与大地母亲》一书中指出,蒙古帝国使得许多区域性文明迅速发生相互接触。而在此之前,这些文明在其发展中很少把他们彼此联系在一起,甚至很少知道同时代的其他文明。材料中这种“相互接触”产生的积极作用是 A.实现了中国统一 B.创制了行省制度 C.新民族--回族开始形成 D.加强了对琉球的管辖
38. 南越王国是秦末汉初时,赵佗在岭南地区建立的一个独立王国.上世纪80年代,在广州出土的南越王墓是南越国第二代国君坟墓,里面出土了大量的文物,广州市政府在其基础上,建成南越博物馆,参观南越王博物馆你可能: A看到有秘色瓷器 B看到有波斯等国传入的一些物品,了解到广州是海上丝绸之路的重要港口 C只看到少量的青铜器,而看不到铁器 D听讲解员讲述当时南越国人采用曲辕犁耕田
37. 《韩非子》中有一个故事: “鲁人善织屦(麻等织成的单底鞋),妻善织缟,而欲徙于越。或谓之曰;‘子必穷矣。’鲁人曰:‘何也?’曰:‘屦为履之也,而越人跣行,缟为冠之也,而越人被发,以子之所长,游于不用之国,欲使无穷,其可得乎?’” 从中我们可以获得的信息有①战国时期已经有了私人手工业②当时手工业者以家庭为单位进行生产③当时手工业者可以自由流动④手工业者受到歧视 A.②③④ B.①③④ C.①②③ D.①②④
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