伽利略对自由落体运动的研究课件

1、伽利略对自落体,运动的研究,他是谁,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,黑格尔,他是历史上最多才、最,渊博的科学天才之一,他是一个,Aristotle,亚里士多德,在历史上无与伦比的人,前,384,前,322,恩格斯,称他是,最博学的人,他的名言,吾爱吾师，吾更爱真理,历史的回顾,公元前,4,世纪，古希腊伟大的思想,家、哲学家,亚里士多德,根据与我们,类似的观察，直接得出结论：重的,物体比轻的物体下落快。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

2、传了近,2000,年,重快轻慢,观点,根据生活常识,重的物体往往比轻的物体先落地,直接得出,结论,物体下落的快慢由它们的重量决定,这个观点,正确吗,跨越时空的对话,重的快,一样快,亚里士多德,Aristotle,前,384,前,322,伽利略,GalileoGalilei,1564,1642,伽利略,伽利莱,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,标志着物理学的真正开,端,爱因斯坦,Galileo Galilei,1564,1642,逻辑的力量（归缪法,伽利略用“归缪,法,否定了亚里,士多德,重快轻,慢,的论断，伽,利略认为,重物,与轻物应该下落

3、,得同样快,v,2,4,v,1,8,4,v,12,8,v,12,8,传说中的比萨斜塔实验,16,世纪，意大利的科学,家,伽利略,用,佯,归,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,在意大利的比萨斜塔上，伽利略,做了著名的,两个球同时落体的实,验,两个轻重不同的小球,同时落,地,的声音，是那样的清脆美妙,又是那样的振聋发聩！它,动摇了,人们头脑中的,旧观念,开创了,实,验和科学推理,之先河，将,近代物,理,以致,近代科学,推上了历史的舞,台,伽利略的分析,物体的受力情况,f,空气阻力,空气中纸片下落,G,重力,f,空气阻力,G,重力,空气阻力,f,为零,真空中重物

4、下落,G,重力,空气中重物下落,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,1,观察现象,提出问题,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,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,2,猜想与假设,1,自然界是简单的，自然界的规律也是简单的,2,落体运动一定是一种最简单的变速运动,3,它的速度应该是均匀变化的,伽利略,随时间均匀变,随位移均匀变,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,伽利略大胆的猜测,下落物体的速度,是

5、随时间,均匀增加,的，即,V,t,则：测瞬时速度,V,与时间,t,成正比,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,3,数学推理,运用逻辑得到推论,困难一,速度无法直接测量,突破：为解决测量速度的困难，伽利略寻求,间接验证的途径,推,V,t,理,x,vt,x,t,2,即：测下落的高度与时间,t,2,成正比,v,0,0,t,1,x,1,t,1,3,x,x,2,1,t,1,5,x,x,3,1,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,4,实验验证,设计实验,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，

6、伽利略设,计了著名的,冲淡重力,减小加速度,的斜,面实验,伽利略设计的斜面,4,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,时间单位,距离单位,1,32,2,130,3,298,4,526,5,824,6,7,8,1192,1600,2104,结果表示为,s,1,s,2,s,3,常数,2,2,2,t,1,t,2,t,3,滴水计时,实验结论,1,小球沿斜面的运动是匀加速直线运动,2,同斜面，不同小球，加速度相同,3,斜面倾斜角越大，小球加速度越大。不同小球加速度仍相同,只是这个常数（加速度）的数值,随着,的增大而增大,伽利略,一些贵族,助手利用自己,的脉搏

7、测时间,怀疑者在翻阅,亚里士多德的,书籍,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,5,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,s,合理外推,随着倾角的增大,2,加速度）的数值增大,t,倾角很大，接近落体运动，当,90,0,时，就是自由落体运动！这,时的数值（加速度,最大,且所有物体下落时的加速度都是一,样的,伽利略的探索之路,问题,猜想,数学推理,实验验证,合理外推,得出结论,6,得出结论,至此，他终于成功地验证了原来的猜想，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,自由落,体运动是,v0,0,的匀加速直线运

8、动，且所有物体下落的加,速度都相同,7,修正和推广,推广,如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落,都将一样快,伽利略在两种新科学的对话中提到：“重球与轻球在,落地时相差两指的宽度”如何理解这“两指宽”,为了纪念,伽利略的,伟大,贡献,1993,年,4,月,8,日,来自世界各地的科学家,把,木球、铝球、塑料球,等不同材料制成的小球,从比萨斜塔上,44 m,高处,同时静止释放，用,精密,电子仪器和摄像机,记录,结果发现所有小球,几乎,同时以同一速度,落地,现代科学验证,总结,伽利略的科学方法,外推至,落体运动,修正,推广,实验,验证,x,t,2,落体,运动,提出,假设,观察,现象,运用逻辑,数,学,得出推论,小球在斜面,上运动实验,v,t,科学研究过程的基本要素,小结,一,绵延两千年的错误,亚里士多德是世界历史上了不起的大人物，在科学界有很大的,贡献，他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步,探究，我们应当这样看待亚里士多德的观点,第一，是人类迈出的第一步，有很大的进步性,第二，是错误的,第三，统治了两千年,二,伽利略的探究过程,伽利略科学思想方法的核心,把,实验,和,逻辑推理,