伽利略對落体运动的研究Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望亚里士多德观点亚里士多德观点两个物体同时在相同高度两个物体同时在相同高度 自由释放自由释放,重的物理比轻的重的物理比轻的 先掉地上。先掉地上。 这符合人们的经验常识，这符合人们的经验常识， 所以统治人们思想长达所以统治人们思想长达 2000多年多年 1638年，意大利科学家伽利略提出了质疑，从亚里士多德的理论出发提出了两个矛盾的结论。 伽利略观点 伽利略在两种新科学的对话一伽利略在两种新科学的对话一书中指出，尽管大球和小球未同时落书中指出，尽管大球和小球未同时落地，但先后仅相差两指宽。这细微的地，但先后仅相差两指宽。这细微的差异他认为是空气阻力引起的。他推差异他认为是空气阻力引起的。他推断轻重物体下落的速度不受其所受重断轻重物体下落的速度不受其所受重力大小的影响。力大小的影响。 伽利略运用他那超凡的智慧探究物体下伽利略运用他那超凡的智慧探究物体下落的问题，他猜想自由落体运动是最简单的落的问题，他猜想自由落体运动是最简单的变速运动，即匀变速直线运动。变速运动，即匀变速直线运动。 在那个时代测量物体下落的时间还是十在那个时代测量物体下落的时间还是十分的困难，伽利略巧妙地运用数学分析和逻分的困难，伽利略巧妙地运用数学分析和逻辑以及实验方法，找到了问题的突破口。辑以及实验方法，找到了问题的突破口。困难：困难：因为物体下落得太快了，因为物体下落得太快了，下落的时间和位移难以直接测量。下落的时间和位移难以直接测量。伽利略提出了新的实验方法：伽利略提出了新的实验方法： 将自由落体运动的问题转向探将自由落体运动的问题转向探究物体在斜面运动的问题。究物体在斜面运动的问题。 实验证明：当实验证明：当 定义为匀变速直线运动。定义为匀变速直线运动。一条一指多宽的槽一条一指多宽的槽一条一指多宽的槽一条一指多宽的槽打磨，贴羊皮纸，打磨，贴羊皮纸，打磨，贴羊皮纸，打磨，贴羊皮纸，平滑平滑平滑平滑圆、硬、光滑的黄圆、硬、光滑的黄圆、硬、光滑的黄圆、硬、光滑的黄铜球铜球铜球铜球抬高抬高抬高抬高H H，2H2H，发现，发现，发现，发现滚下时间相差不超滚下时间相差不超滚下时间相差不超滚下时间相差不超过脉搏的过脉搏的过脉搏的过脉搏的1/101/10滚滚滚滚1/41/4，1/21/2，2/32/3，3/43/4重复了重复了重复了重复了100100次次次次结论：结论：结论：结论：S/TS/T2 2成正比成正比成正比成正比 如果不断加大倾斜角度，其比值：如果不断加大倾斜角度，其比值：s/ts/t2 2仍然保仍然保持不变，则可以外推至倾角为持不变，则可以外推至倾角为9090，其比值也保持，其比值也保持不变。不变。 伽利略间接地证明了自由落体是匀变速运动。伽利略间接地证明了自由落体是匀变速运动。1971年，年，“阿波阿波罗罗15号号”宇航宇航员员斯科特斯科特在月球表面在月球表面让让一根羽毛和一柄一根羽毛和一柄锤头锤头同同时时落下，印落下，印证证着伽利略的着伽利略的伟伟大大伽利略的研究方法伽利略的研究方法(1)运运用用“归归谬谬法法”否否定定了了亚亚里里士士多多德德关关于于重重的的物物体体下落快、下落快、轻轻的物体下落慢的的物体下落慢的论论断断(2)伽伽利利略略猜猜想想落落体体是是一一种种最最简简单单的的变变速速运运动动，即即速度速度应该应该是均匀是均匀变变化的化的(3)由由于于不不能能用用实实验验直直接接验验证证自自由由落落体体运运动动是是匀匀变变速速运运动动，伽利略采用了伽利略采用了间间接接验证验证的方法：的方法：运运用用数数学学推推导导的的方方法法得得出出初初速速度度为为零零的的匀匀变变速速直直线线运运动动符合符合xt2.运运用用斜斜面面实实验验测测出出小小球球沿沿光光滑滑斜斜面面向向下下的的运运动动符符合合xt2，是匀，是匀变变速直速直线线运运动动伽伽利利略略将将上上述述结结果果合合理理外外推推到到将将斜斜面面倾倾角角增增大大到到90的的情况，成情况，成为为自由落体自由落体从从而而得得出出结结论论：自自由由落落体体运运动动是是初初速速度度为为零零的的匀匀加加速速直直线线运运动动关于该论证过程中的逻辑及逻辑片语，你作出的评述是 A全部正确 B式错误C式错误 D式以后的逻辑片语错误 伽利略对物体运动的研究，开创了运用数学推理和实验研究相结合探究自然规律的科学方法。 爱因斯坦在物理学的进化一书曾经评价说：“伽利略的发现以及他所运用的科学推理的方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端。”课堂小结课堂小结伽利略对落体运动的研究思想概括如下：伽利略对落体运动的研究思想概括如下：问题问题猜想猜想数学推理数学推理实验验证实验验证合理外推合理外推得出结论得出结论 伽利略的贡献不只是建立了一个新的法则，而且伽利略的贡献不只是建立了一个新的法则，而且将物理学研究导向正确的轨道，从此开始了物理将物理学研究导向正确的轨道，从此开始了物理学的突飞猛进。学的突飞猛进。 如果我们能从亚里士多德和伽利略以及其他各位如果我们能从亚里士多德和伽利略以及其他各位伟大学者的失败与成功中寻求启发和借鉴，我们伟大学者的失败与成功中寻求启发和借鉴，我们也将会拥有一颗杰出的闪烁出智慧之光的大脑，也将会拥有一颗杰出的闪烁出智慧之光的大脑，去容纳经典与现代的物理知识，去面对已知的与去容纳经典与现代的物理知识，去面对已知的与未知的物理世界未知的物理世界