伽利略对自由落体运动的研究

1、伽利略对匀速直线 运动的研究 演讲人：金璁 2.6 目录页 CONTENTS PAGE P1.延续两千多 年的错误 P2.逻辑推理 发现问题 P3.猜想与假说 P4.试验与论证 Part 1 延续两千多年的错误 Part 1 Part 2Part 3Part 4 4 他的全部作品有47部留存。 他的著作包括天文学、 动物学、地理学、地质学、 物理学、解剖学、生理学、 伦理学、心理学、经济学、 政治学、修辞学、美学。 黑格尔： 他是历史上最多才、最渊 博的科学天才之一，他是 一个在历史上无与伦比的 人 马克思、 古希腊著名的思想家和哲 学家.在西方被称为“最博 学的人”.是古代最伟大的 思想家。

2、 猜猜他是谁？ 亚里士多德亚里士多德 Part 1 Part 2Part 3Part 4 5 亚里士多德 亚里士多德从17岁开始入师门，跟随柏拉图达20年之久。亚里 士多德对老师是很崇敬的。他曾写了一首诗赞美柏拉图：“在 众人之中，他是唯一的，也是最初的。这样的人啊，如今 已无处寻觅！” 然而在追求真理的征程中，亚里士多德非常勇 敢、坚决地批评老师的错误和缺点，在哲学思想的内容和方法 上都同柏拉图存在着严重的分歧。于是有些人就指责他背叛了 老师，亚里士多德对此回敬了一句流传至今的名言： Part 1 Part 2Part 3Part 4 6 “压力是多大的猜想 亚里士多德通过对大 量的物体自由

3、下落的观观 察察，直接得出结论： 。由于他在学术界的崇 高地位，且该结论符合 生活经验，这种论断流 传了近2000年。 亚里士多德亚里士多德 公元前384年 公元前322 年 3月7日） ，古希腊哲 学家，柏拉 图的学生、 亚历山大大 帝的老师。 这个观点正 确吗？ Part 1 Part 2Part 3Part 4 7 生活常识 生活常识生活常识 重的物体往 往比轻的物 体先落地。 一 二 亚里士多德为什么会有这样的认识呢？ 为什么这个认识延续了近两千年？ 这一论断符合人们的常识！ 他的研究方法： 观察思考（直觉） Part 2 逻辑推理发现问题 Part 1 Part 2 Part 3Pa

4、rt 4 9 重的快！重的快！ 一样快！一样快！ 亚里士多德亚里士多德 (Aristotle，前，前384322) 伽利略伽利略 (GalileoGalilei，15641642) 跨越时空的对话 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 10 伽利略 伽利略伽利略 物理学家、天文学家物理学家、天文学家 伽利略（意大利）的发 现以及他所应用的科学的推 理方法，是人类思想史上最 伟大的成就之一，而且标志 着物理学的真正开端。 爱因斯坦爱因斯坦 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 11 发现问题 伽利略的发现 设大石头速度为8， 小石头速度为4，当 连在一起运动时 一

5、方面小拖 大，使整体 速度8； 另一方面，两个石头 整体比大石头更重， 整体速度应8， 矛盾 意大利学者伽利略发现亚里士多 德的观点有自相矛盾的地方。伽 利略认为，如果亚里士多德的观 点是对的，即重物比轻物下落得 快，那么把重物和轻物拴在一起 下落，它们将是什么结果呢？ Part 1 Part 2 Part 3Part 4 12 若：重的物体下落得快若：重的物体下落得快 结论与假设出现了结论与假设出现了矛盾矛盾！ V128 V1=8 V2=4 4V128 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 13 传说中： 世界著名的比 萨斜塔实验证 明 Part 1 Part 2 Part

6、3Part 4 14 发现问题 发现 问题分析 结论 意大利学者 伽利略 发现亚里士多德 的观点 有自相矛盾 的地方。 重物与轻物 应该下落得 同样快 照亚里士多德的说法，重物下落得快，轻 物下落的得慢，由于两物拴在一起，“轻的”被 “慢的”拉着，“慢的”被“快的”拖着，所以 两物拴在一起的速度应是不快不慢。同样，照亚 里士多德的说法，两物拴在一起，应该是更重了， 那它们应该下落得更快。这两个结论都是由亚里 士多德的论断推出来的，但得到的却是互相矛盾 的结果。可见，亚里士多德的观点是错误的。 Part 3 猜想与假说 Part 1Part 2 Part 3 Part 4 16 猜想及假说 猜想

7、与假说 一 二 速度是均匀变化（一） 速度是均匀变化（二） 速度v的变化对位移x来说是均匀的， 即vx，例如：每下落1m ,速度的 变化量都是2m/s。 速度v的变化对时间t来说是均匀的， 即vt，例如：每过1s ,速度的变化 量都是2m/s； 落体运动是最简 单的变速运动， 速度应该是均匀 变化的。 Part 4 试验与论证 Part 1Part 2Part 3 Part 4 18 首先，在理论上否定了vx。因为如果 vx，将会推出十分复杂的结论。 不测v! 通过数学运算得出结论：如果速 度v的变化对时间t来说是均匀的，则位移 就与所用时间的二次方成正比,即xt2 （学过前面的几节，我们也能

8、进行这样的 数学推算了），这样，只要测出物体通过 不同位移及所用的时间,看是否满足 xt2 就可以验证了。 实验验证 tv 2 t x 0 0 v Part 1Part 2Part 3 Part 4 19 冲淡重力（铜球斜面） 目的： 为了减缓物体下落速度，伽利略设计 了著名的“冲淡重力”的斜面实验。 巧妙的方法 “冲淡重力”，即 让铜球沿阻力很小 的斜面滚下，运动 时间变长，易于测 量时间了 Part 1Part 2Part 3 Part 4 20 场 面 再 现 Part 1Part 2Part 3 Part 4 21 冲淡重力（铜球斜面） 伽利略发现 ，斜面的倾 角不同，上 述比例关系

9、同样成立， 只是这个常 数的随着 的增大而增 大。 合理外推合理外推：随着的增大， 的数值在增大。当 =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 伽利略设想斜面的倾角越接近90,小球沿斜面滚 下的运动越接近自由落体运动 因此自由落体是匀 加速运动，而且所有物体下落时的加速度都是一 样的！ Part 1Part 2Part 3 Part 4 22 修正推广 如果完全排除空气阻力 ，那么，所有物体下落都 将一样快。 在科学研究中，懂得 忽略什么，有时与懂得重 视什么同等重要。 伽利略 Part 1Part 2Part 3 Part 4 23 科学思想方法程序图 对现象 的一般 观察 1 提 出 假 设 2 运用 逻辑（含 数学）得 出结论 3 通过 实验 对推论进 行检验 4 SUGGESTION 科学思想方法程序图 修正 推广 5 Part 1Part 2Part 3 Part 4 24 落体落体 运动运动? ? v