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,伽利略對自由落體運動的研究,分析物體的(受力情況),空氣中紙片下落,空氣中重物下落,真空中重物下落,f空氣阻力,f空氣阻力,空氣阻力f為零,G重力,G重力,G重力,歷史的回顧,亞里士多德通過對大量的物體自由下落的觀察,直接得出結(jié)論:重的物體比輕的物體下落的快,即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位,且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗,這種論斷流傳了近2000年。,邏輯的力量,16世紀(jì),意大利的科學(xué)家伽利略用佯謬的方法巧妙地推翻了這種觀點。 (并在比薩斜塔用實驗證明了這種觀點 ),(問題): 既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān),那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢? 伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點后,就開始研究落體運動的性質(zhì)。,伽利略的探索之路(知識=觀察+實驗+思考),大膽的猜測:下落物體的速度是隨時間均勻增加的,即 則:測瞬時速度V與時間t成正比,困難一 瞬時速度無法準(zhǔn)確測量,為了解決測量瞬時速度的困難,伽利略尋求間接驗證的途徑(思維的作用) 則:測下落的高度與時間t2成正比,沖淡重力,困難二 物體下落很快,很難測定不同位移的時間 (思維)為了減緩物體下落速度,伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”的斜面實驗。,實驗驗證 :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驗數(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,只是這個常數(shù)的隨著的增大而增大。,合理外推,困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后,怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律? 合理外推:隨著的增大, 的數(shù)值在增大。當(dāng)=900時,即物體豎直下落時,這個關(guān)系也應(yīng)該成立,這時的數(shù)值最大。,至此,他終于成功地驗證了原先的猜想,不但否定了亞里士多德的錯誤論斷,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動的規(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:伽利略的科學(xué)思想方法是怎樣的?其核心是什么?人們對他的貢獻(xiàn)如何評價?,科學(xué)思想方法程序是:對現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)運用邏輯(包括數(shù)學(xué))得出結(jié)論通過實驗對結(jié)論進(jìn)行檢驗對假說進(jìn)行修正和推廣,其核心是:把實驗和邏輯和諧地結(jié)合起來。,現(xiàn)在我們已經(jīng)有足夠的設(shè)備準(zhǔn)確的驗證落體運動規(guī)律,超越伽利略,現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”,采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對落體運動精確地“計時”、“定位”,直接研究落體運動的性質(zhì)。 現(xiàn)代研究落體運動的方法 : 1、“自由落體頻閃照片”求加速度 2 、用打點計時器研究紙帶求出加速度 3、其它方法(測速計等),人們采用先進(jìn)的實驗手段測得: 一切物體的自由落體的加速度都相同,這個加速度叫重力加速度,用g表示。通常的計算,g值取9.8m/s2,實
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