伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

1、12他是位偉大的哲學(xué)家，他的著作經(jīng)過阿拉伯傳入西方，他是位偉大的哲學(xué)家，他的著作經(jīng)過阿拉伯傳入西方，成為神秘的異端；成為神秘的異端；1225年，巴黎大學(xué)正式把他的著作列為必讀書籍；年，巴黎大學(xué)正式把他的著作列為必讀書籍；他的哲學(xué)與文藝復(fù)興時(shí)期的新知識(shí)相抵觸，在許多年代他的哲學(xué)與文藝復(fù)興時(shí)期的新知識(shí)相抵觸，在許多年代中阻礙著科學(xué)思想的解放中阻礙著科學(xué)思想的解放；他認(rèn)為凡是運(yùn)動(dòng)都需要不斷的施加力量。他是柏拉圖的他認(rèn)為凡是運(yùn)動(dòng)都需要不斷的施加力量。他是柏拉圖的學(xué)生，亞歷山大的老師。學(xué)生，亞歷山大的老師。3亞里士多德重的物體比輕的物體下落得快！重的物體比輕的物體下落得快！4他于他于1564年年2月月2

2、5日出生在比薩。當(dāng)時(shí)文藝復(fù)興已基本完日出生在比薩。當(dāng)時(shí)文藝復(fù)興已基本完成成；他的墓志銘上寫著他的墓志銘上寫著 “他失明了，因?yàn)樽匀唤缫呀?jīng)沒有剩下他失明了，因?yàn)樽匀唤缫呀?jīng)沒有剩下什么他沒有看過的東西了什么他沒有看過的東西了”；他發(fā)明了溫度計(jì)，還發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡觀測天空他發(fā)明了溫度計(jì)，還發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡觀測天空；1633年，他被羅馬宗教判刑入獄，年，他被羅馬宗教判刑入獄，1638年，出版了兩年，出版了兩種新科學(xué)的對(duì)話種新科學(xué)的對(duì)話；他相信自然界的規(guī)律是簡單的，并建立了速度、加速度他相信自然界的規(guī)律是簡單的，并建立了速度、加速度的概念。的概念。5伽利略“現(xiàn)代觀測天文學(xué)之父現(xiàn)代觀測天文學(xué)之父” “現(xiàn)代

3、物理學(xué)之父現(xiàn)代物理學(xué)之父” “科學(xué)之父科學(xué)之父” “現(xiàn)代科學(xué)之父現(xiàn)代科學(xué)之父”6伽利略是怎么推翻亞里士多德的伽利略是怎么推翻亞里士多德的結(jié)論并建立自己結(jié)論并建立自己 理論的呢？理論的呢？7一、邏輯的力量佯謬法佯謬法推翻亞里士多德的觀點(diǎn)。V V121288V V1 1=8=8V V2 2=4=44v1288假設(shè)一假設(shè)一 速度與時(shí)間呈正比速度與時(shí)間呈正比假設(shè)二假設(shè)二 速度與位移成正比速度與位移成正比二、猜想與假說X自然界是簡單的，一切運(yùn)動(dòng)都是以最簡單的自然界是簡單的，一切運(yùn)動(dòng)都是以最簡單的秩序進(jìn)行的。秩序進(jìn)行的。 伽利略伽利略猜想落體一定是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)猜想落體一定是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng) 速

4、度速度均勻均勻變化變化大膽猜測：下落物體的大膽猜測：下落物體的速度隨時(shí)間均勻增速度隨時(shí)間均勻增加加，即，即tv9 驗(yàn)證驗(yàn)證1、伽利略的時(shí)代，可以直接測瞬時(shí)速度嗎？伽利略是、伽利略的時(shí)代，可以直接測瞬時(shí)速度嗎？伽利略是如何做的？如何做的？2.伽利略用的是怎樣的計(jì)時(shí)工具？遇到了什么困難？伽利略用的是怎樣的計(jì)時(shí)工具？遇到了什么困難？他是如何克服的？他是如何克服的？3.伽利略的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？伽利略的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？4小球沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)并不是自由落體運(yùn)動(dòng)，伽利小球沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)并不是自由落體運(yùn)動(dòng)，伽利略做了怎樣的外推？略做了怎樣的外推？閱讀課本閱讀課本47頁，頁，“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”部分，思考：部

5、分，思考：三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： tv10解決方案：解決方案：借助借助數(shù)學(xué)推理數(shù)學(xué)推理得出得出 間接驗(yàn)證間接驗(yàn)證vtx tv困難一困難一 : 瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度無法準(zhǔn)確測量無法準(zhǔn)確測量2tx 2tx 數(shù)學(xué)推理：數(shù)學(xué)推理：tv通過驗(yàn)證通過驗(yàn)證 間接的驗(yàn)證間接的驗(yàn)證2tx 111、伽利略的時(shí)代，可以直接測瞬時(shí)速度嗎？伽利略是、伽利略的時(shí)代，可以直接測瞬時(shí)速度嗎？伽利略是如何做的？如何做的？2.伽利略用的是怎樣的計(jì)時(shí)工具？遇到了什么困難？伽利略用的是怎樣的計(jì)時(shí)工具？遇到了什么困難？他是如何克服的？他是如何克服的？3.伽利略的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？伽利略的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？4小球沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)并不是自由落體運(yùn)動(dòng)，伽利

6、小球沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)并不是自由落體運(yùn)動(dòng)，伽利略做了怎樣的外推？略做了怎樣的外推？閱讀課本閱讀課本47頁，頁，“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”部分，思部分，思考：考：12困難二：沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具，無法測定困難二：沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具，無法測定自由落體這樣較短的時(shí)間自由落體這樣較短的時(shí)間減緩物體下落速度，便于測量減緩物體下落速度，便于測量銅壺漏滴 解決方案：解決方案：“沖淡重力沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)的斜面實(shí)驗(yàn)13時(shí)間單位時(shí)間單位12345678距離單位距離單位321302985268241192 16002104 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ：將銅球從斜槽的不同位置由靜止下落：將銅球從斜槽的不同位置由靜止下落結(jié)果表示為：

7、結(jié)果表示為：u 改變斜面改變斜面傾角傾角，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個(gè)常數(shù)隨著個(gè)常數(shù)隨著的的增大增大而而增大增大。常數(shù)（與質(zhì)量無關(guān)）233222211ttt伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)14當(dāng)當(dāng)=90=900 0時(shí)，即物體豎直下落時(shí)，時(shí)，即物體豎直下落時(shí)， 成立成立。小球保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而且所有的物體下落時(shí)小球保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而且所有的物體下落時(shí)的加速度是一樣的！的加速度是一樣的！2t四、合理外推 2tx 隨著傾角的隨著傾角的增大，增大， 的的數(shù)值增大數(shù)值增大15 如果完全排除空氣阻力，那么，所有物體下落都將一樣快。 在

8、科學(xué)研究中，懂得忽略什么，有時(shí)與懂得重視什么同等重要。 -伽利略修正后的結(jié)論修正后的結(jié)論16 伽利略的科學(xué)方法重的物體下重的物體下落得比輕的落得比輕的物體快物體快? ?“沖淡重力沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)的斜面實(shí)驗(yàn) 外推至外推至落體運(yùn)動(dòng)落體運(yùn)動(dòng)對(duì)現(xiàn)象的對(duì)現(xiàn)象的一般觀察一般觀察對(duì)假說修對(duì)假說修正和推廣正和推廣v tx t2提出假設(shè)提出假設(shè)邏輯邏輯(數(shù)學(xué)數(shù)學(xué))得出推論得出推論對(duì)推論對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)科學(xué)思想方法的核心科學(xué)思想方法的核心：把把實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)和和邏輯邏輯（數(shù)學(xué)）（數(shù)學(xué)）推理推理結(jié)合起來結(jié)合起來首創(chuàng)運(yùn)用首創(chuàng)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想想的科學(xué)方法的科學(xué)方法19真正的物理學(xué)開始了.2021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(duì)落體運(yùn)動(dòng)精確地“計(jì)時(shí)”、“定位”，直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)?，F(xiàn)代研究落體運(yùn)動(dòng)的方法 ：1、“自由落體頻閃照片”求加速度2 、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究紙帶求出加速度3、其它方法（測速計(jì)等）22人們采用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段測得：一切物體的自由落體的加速度都相同，這個(gè)加速度叫重力加速度重力