高中物理知識(shí)點(diǎn):伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


亞里士多德和伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究:


古希臘權(quán)威思想家亞里士多德曾經(jīng)斷言:物體從高空落下的快慢同物體的重量成正比,重者下落快,輕者下落慢。比如說,十磅重的物體落下時(shí)要比一磅重的物體落下快十倍。1800多年來,人們都把這個(gè)錯(cuò)誤論斷當(dāng)作真理而信守不移。
直到16世紀(jì),伽利略才發(fā)現(xiàn)了這一理論在邏輯上的矛盾。伽利略通過“比薩斜塔試驗(yàn)”,用事實(shí)證明,輕重不同的物體,從同一高度墜落,加速度一樣,它們將同時(shí)著地,從而推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤論斷。這就是被伽利略所證明的,現(xiàn)在已為人們所認(rèn)識(shí)的自由落體定律!氨人_斜塔試驗(yàn)”作為自然科學(xué)實(shí)例,為實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)生動(dòng)的例證。


伽利略的科學(xué)研究方法:


提出問題→合理猜想→數(shù)學(xué)推理→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→合理外推→得出結(jié)論。



伽利略的探索之路:


知識(shí)=觀察+實(shí)驗(yàn)+思考


1、大膽的猜測:下落物體的速度是隨時(shí)間均勻增加的,即,則測瞬時(shí)速度V與時(shí)間t成正比


困難一:瞬時(shí)速度無法準(zhǔn)確測量。為了解決測量瞬時(shí)速度的困難,伽利略尋求間接驗(yàn)證的途徑(思維的作用)
則測下落的高度與時(shí)間t2成正比


2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落,伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

結(jié)果表示為:
伽利略發(fā)現(xiàn),斜面的傾角不同,上述比例關(guān)系同樣成立,只是這個(gè)常數(shù)的隨著θ的增大而增大。


困難二:伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后,怎樣說明落體運(yùn)動(dòng)也符合這個(gè)規(guī)律?


3、合理外推:隨著θ的增大,的數(shù)值在增大。當(dāng)θ=90°時(shí),即物體豎直下落時(shí),這個(gè)關(guān)系也應(yīng)該成立,這時(shí)的數(shù)值最大。


至此,他終于成功地驗(yàn)證了原先的猜想,不但否定了亞里士多德的錯(cuò)誤論斷,而且得到了物體下落的規(guī)律。


分析:


伽利略的成功,不僅在與找到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,更重要的是開辟了一條研究物理學(xué)的研究之路。


思考:


科學(xué)思想方法程序是:對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯(包括數(shù)學(xué))得出結(jié)論→通過實(shí)驗(yàn)對結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)→對假說進(jìn)行修正和推廣→……


其核心是:把實(shí)驗(yàn)和邏輯和諧地結(jié)合起來。





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