第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究亚里士多德亚里士多德亚里士多德亚里士多德(Aristotle(Aristotle(Aristotle(Aristotle，前，前，前，前384384384384前前前前322)322)322)322)对对“重快轻慢重快轻慢”的讨论的讨论生活中，常看到物体从高处下落的运动生活中，常看到物体从高处下落的运动。如熟如熟透的苹果从树上坠落，树叶或纸片飘然落下，透的苹果从树上坠落，树叶或纸片飘然落下，似乎重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。似乎重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。你对他的观点产生过怀疑吗？你对他的观点产生过怀疑吗？ 公元前公元前4世纪，古希腊哲学家亚世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据对上述类似现象的里士多德根据对上述类似现象的观察，直接得出结论：重的物体观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落快。他这一论断比轻的物体下落快。他这一论断符合人们的常识，以至于其后两符合人们的常识，以至于其后两千年时间里，大家都奉为经典。千年时间里，大家都奉为经典。 小实验：比较硬币和纸片的下落小实验：比较硬币和纸片的下落取一枚硬币和一张与硬币大小相同的取一枚硬币和一张与硬币大小相同的纸片，让它们同时从同一高度由静止纸片，让它们同时从同一高度由静止释放，你观察到了什么？释放，你观察到了什么？将纸片揉成纸团，让它与硬币从同一将纸片揉成纸团，让它与硬币从同一高度释放，你又观察到了什么？高度释放，你又观察到了什么？通过实验你认为造成通过实验你认为造成“重快轻慢重快轻慢”的的真正原因可能是什么？真正原因可能是什么？动手操作动手操作伽利略对亚里士多德的挑战伽利略对亚里士多德的挑战16世纪末，意大利物理学家世纪末，意大利物理学家伽利略对亚里士多德论断提出伽利略对亚里士多德论断提出了疑问。他在了疑问。他在1638年出版的年出版的两种新科学的对话两种新科学的对话一书中一书中对此做出了评论，并对落体运对此做出了评论，并对落体运动进行了系统研究。动进行了系统研究。伽利略伽利略伽利略伽利略(GalileoGalilei(GalileoGalilei(GalileoGalilei(GalileoGalilei，15641642156416421564164215641642) ) ) )让我们跟随伽利略的思路一起来探究！让我们跟随伽利略的思路一起来探究！逻逻辑辑的的力力量量发现问题：落体佯谬发现问题：落体佯谬“重快轻慢重快轻慢”的原因及支持证据的原因及支持证据伽利略通过逻辑推理的方法指出了亚里士多伽利略通过逻辑推理的方法指出了亚里士多德观点的自相矛盾之处。德观点的自相矛盾之处。那么又如何解释生活中观察到的重的物体比那么又如何解释生活中观察到的重的物体比轻的物体下落得快呢？通过活动，我们知道轻的物体下落得快呢？通过活动，我们知道这是由于空气阻力的影响造成的。这是由于空气阻力的影响造成的。伽利略指出：伽利略指出：“如果完全排除空气的阻力，如果完全排除空气的阻力，轻重不同的物体将下落得同样快。轻重不同的物体将下落得同样快。”在真空在真空实验室里人们用闪光照相的方法对羽毛和苹实验室里人们用闪光照相的方法对羽毛和苹果的下落进行研究，证实了这一观点。果的下落进行研究，证实了这一观点。 实验实验排除空气阻力的影响排除空气阻力的影响牛顿管实验牛顿管实验 19711971年美国宇航员大卫年美国宇航员大卫斯科特在月球上将斯科特在月球上将一把锤子和一根羽毛同时释放，观察到它们同一把锤子和一根羽毛同时释放，观察到它们同时落到月球表面。时落到月球表面。 月球上的落体实验月球上的落体实验思考：思考：伽利略在研究落体运动时首先伽利略在研究落体运动时首先遇到了什么困难？伽利略是怎么遇到了什么困难？伽利略是怎么做的？他作出了怎样的大胆科学做的？他作出了怎样的大胆科学猜想？猜想？猜猜想想与与假假说说伽利略伽利略物体下落速度是均匀变化的。物体下落速度是均匀变化的。速度与位移成正比速度与位移成正比假设一假设一假设二假设二速度与时间成正比速度与时间成正比思考：思考：伽俐略在实验过程中遇到伽俐略在实验过程中遇到了怎样的困难？他又是怎样了怎样的困难？他又是怎样克服的？克服的？时间时间速度速度困难一困难一：瞬时：瞬时速度无法直接测量速度无法直接测量 突破：突破： 运用数学逻辑，得到推论运用数学逻辑，得到推论困难二困难二：落体运动时间太短，无法准确测量落体运动时间太短，无法准确测量突破：突破： “冲淡冲淡”重力，使其加速度减小重力，使其加速度减小实验设计：伽利略斜面实验实验设计：伽利略斜面实验铜壶漏滴铜壶漏滴 怀疑者在翻阅亚怀疑者在翻阅亚怀疑者在翻阅亚怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍里士多德的书籍里士多德的书籍里士多德的书籍助手利用自己助手利用自己助手利用自己助手利用自己的脉搏测时间的脉搏测时间的脉搏测时间的脉搏测时间一些贵族一些贵族一些贵族一些贵族伽利略斜面实验数据手稿伽利略斜面实验数据手稿伽利略伽利略伽利略伽利略实实验验验验证证 小球的运动是小球的运动是匀加速直线运动匀加速直线运动 质量不同质量不同小球同一斜面下落，加速度小球同一斜面下落，加速度相同相同 增大斜面倾角，加速度变大增大斜面倾角，加速度变大实实验验结结论论困难三困难三：伽利略用斜面实验验证了：伽利略用斜面实验验证了xt2关系后关系后,怎么用这个结果来说明落体运动怎么用这个结果来说明落体运动也符合这个规律呢？也符合这个规律呢？ 质量不同质量不同小球同一斜面下落，加速度相小球同一斜面下落，加速度相同同 增大斜面倾角，加速度变大增大斜面倾角，加速度变大 倾角很大，接近落体运动倾角很大，接近落体运动 倾角倾角900,就是自由落体运就是自由落体运动！合合理理外外推推 伽利略成功验证了自己的猜伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且关于落体运动的错误论断，而且得到了落体运动的规律。得到了落体运动的规律。伽利略的科学方法伽利略的科学方法 现在我们不必用斜面来现在我们不必用斜面来“冲淡重力冲淡重力”，可以对落体运动精确地，可以对落体运动精确地“计时计时”、“定定位位”，直接研究落体运动的性质。，直接研究落体运动的性质。 现代研究落体运动的方法现代研究落体运动的方法 ： 1、用打点计时器、用打点计时器超超越越伽伽利利略略2 、用频闪照片、用频闪照片3、用光电计时器（测速计等）、用光电计时器（测速计等）超超越越伽伽利利略略课后作业：课后作业： 伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题。写一篇短文，谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题。