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伽利略对自由落体运动的研究 分析物体的 受力情况 空气中纸片下落 空气中重物下落 真空中重物下落 f空气阻力 f空气阻力 空气阻力f为零 g重力 g重力 g重力 历史的回顾 亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察 直接得出结论 重的物体比轻的物体下落的快 即 重快轻慢 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 逻辑的力量 16世纪 意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点 并在比萨斜塔用实验证明了这种观点 问题 既然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 伽利略的探索之路 知识 观察 实验 思考 大胆的猜测 下落物体的速度是随时间均匀增加的 即则 测瞬时速度v与时间t成正比 困难一瞬时速度无法准确测量 为了解决测量瞬时速度的困难 伽利略寻求间接验证的途径 思维的作用 则 测下落的高度与时间t2成正比 冲淡重力 困难二物体下落很快 很难测定不同位移的时间 思维 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 实验验证 伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落 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 合理外推 困难三 伽利略用斜面实验验证了后 怎样说明落体运动也符合这个规律 合理外推 随着 的增大 的数值在增大 当 900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 至此 他终于成功地验证了原先的猜想 不但否定了亚里士多德的错误论断 而且得到了物体下落的规律 分析 伽利略的成功 不仅在与找到了落体运动的规律 更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路 思考 伽利略的科学思想方法是怎样的 其核心是什么 人们对他的贡献如何评价 科学思想方法程序是 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出结论 通过实验对结论进行检验 对假说进行修正和推广 其核心是 把实验和逻辑和谐地结合起来 现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律 超越伽利略 现在我们不必用斜面来 冲淡重力 采用现代化的仪器设备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 人们采用先进的实验手段测得 一切物体的自由落体的加速度都相同 这个加速度叫重力加速度 用g表示 通常的计算 g值取9 8m s2
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