2.5伽利略对自由落体运动的研究.ppt

普通高中物理第一册第二章第六节普通高中物理第一册第二章第六节伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究必必 修修1 1 在在科科学学研研究究中中，懂懂得得忽忽略略什什么么，有有时时与与懂懂得得重重视视 什什么么同同等等重重要要。伽伽利利略略亚亚里里士士多多德德他的全部作品有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。恩格斯称他是“最博学的人”名言：“吾爱吾师，吾更爱真理”亚里士多德亚里士多德(Aristotle，前，前384322)重的重的快！快！一样快！一样快！跨越时空的对话跨越时空的对话亚里士多德亚里士多德(Aristotle，前，前384322)伽利略伽利略(GalileoGalilei，15641642)推翻此观点 逻辑的力量比萨斜塔的实验一样快！一样快！一样快！一样快！逻辑的力量逻辑的力量v1=8v2=4v1284v128伽利略认为：伽利略认为：重物与轻重物与轻物应该下落得物应该下落得同样快。同样快。提提出出问问题题 既然物体自由下落跟质量无关物体自由下落跟质量无关，那么它到 底遵循什么样的规律呢？伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后就开始研究落体运动的性质落体运动的性质。猜猜想想与与假假说说 自然界是简单的，自然界的规律也自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。速度应该是均匀变化的。是简单的。速度应该是均匀变化的。伽利略伽利略随时间均匀变化？随时间均匀变化？随时间均匀变化？随时间均匀变化？随位移均匀变化？随位移均匀变化？随位移均匀变化？随位移均匀变化？vtvx实实验验验验证证困难一困难一：瞬时速度无法直接测量：若初速若初速v0=0，vtxt2间间接接验验证证实实验验验验证证困难二困难二：落体运动时间太快无法准确测量位移 为了减缓物体下落速度，伽利略设计了 著名的“冲淡重力”的斜面实验怀疑者在翻阅怀疑者在翻阅怀疑者在翻阅怀疑者在翻阅亚里士多德的亚里士多德的亚里士多德的亚里士多德的书籍书籍书籍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伽利略伽利略伽利略伽利略一些贵族一些贵族一些贵族一些贵族伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，在伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立 只是这个常数的随着的增大而增大。时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104实实验验验验证证实实验验验验证证小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。斜面倾斜角越大，小球加速度越大。合合理理外外推推 如果斜面倾角增大到如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！的加速度都是一样的！伽伽利利略略的的科科学学方方法法落体落体运动运动?v tx t2小球在斜面小球在斜面上运动实验上运动实验 外推至外推至落体运动落体运动对现象的对现象的一般观察一般观察提出猜想提出猜想逻辑逻辑(数学数学)得出推论得出推论对推论对推论进行验证进行验证合理外推合理外推伽利略科学思想方法的核心：伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。和谐地结合起来。伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方伽利略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。志着物理学的真正开端。爱因斯坦爱因斯坦伽伽利利略略科科学学思思想想超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。现代研究落体运动的方法：1、“自由落体频闪照片”求加速度2、用打点计时器研究纸带求出加速度3、其它方法（测速计等）十十大大最最美美丽丽物物理理实实验验