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1、第二章第二章 匀变速直线运动的匀变速直线运动的研究研究伽利略对自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究的研究6 6 6 6一一、延延续续两两千千年年的的错错误误生活常识：生活常识： 重的物体往往比轻的物体先落地重的物体往往比轻的物体先落地亚里士多德：亚里士多德： 物体下落的快慢由它们的重量决定物体下落的快慢由它们的重量决定!这个观点这个观点这个观点这个观点正确吗？正确吗？正确吗？正确吗？思考：思考：亚里士多德为什么会有错误的认识亚里士多德为什么会有错误的认识呢呢?思考：思考：为什么这个错误被延续了两千多年为什么这个错误被延续了两千多年?研究方法：观察研究方法：观察思考思考(直觉直觉)他他是是谁谁
2、? ?他的全部作品有他的全部作品有47部留存部留存. 他的著作包括天文学、动物他的著作包括天文学、动物学、地理学、地质学、物理学、学、地理学、地质学、物理学、解剖学、生理学、伦理学、心理解剖学、生理学、伦理学、心理学、经济学、政治学、修辞学、学、经济学、政治学、修辞学、美学、更是一位哲学家美学、更是一位哲学家.马克思、恩格斯：马克思、恩格斯：古希腊著名的古希腊著名的思想家和哲学家，在西方被称为思想家和哲学家，在西方被称为“最博学的人最博学的人”，古代最伟大的思，古代最伟大的思想家想家.AristotleAristotle前前前前384384前前前前322322“吾爱吾师，吾更爱真理吾爱吾师，吾
3、更爱真理”跨越时空的对话跨越时空的对话亚里士多德亚里士多德前前384前前322GalileoGalilei15641642重的快！重的快！一样快！一样快！思考：思考： 伽利略伽利略是怎样论是怎样论证证亚里士多德亚里士多德的观点的观点是错误的？是错误的？假设：重的物体下落得快假设：重的物体下落得快V1=8V2=4V1284V128伽利略伽利略运用运用逻辑推理逻辑推理的方法的方法论证了亚里士多德论证了亚里士多德错误观点错误观点：“重物比轻物下落得快重物比轻物下落得快”正确结论：正确结论：重物与轻物重物与轻物下落得同样快！下落得同样快！二二、逻逻辑辑的的力力量量思考：思考： 伽利略在研究落体运动过程
4、中首伽利略在研究落体运动过程中首先遇到了什么困难？先遇到了什么困难？伽利略作出了大胆的科学猜想，猜伽利略作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么？想的内容是什么？没有描述运动的概念没有描述运动的概念三三、猜猜想想与与假假说说猜想与假设猜想与假设伽利略相信：伽利略相信： 1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的、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、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、它的速度应该是均匀变化的.假设：假设： 1、vt 2、vx四四、实实验验验验证证困难一：困难一：速度无法直接测量速度无法直接测量突破：突破：
5、间接验证间接验证若若v0=0，且，且 vt 必有：必有：x t2t t1 1x x1 1t t1 1x2t t1 1x x3 33 3x x x x1 1 1 15 5x x x x1 1 1 1困难二：困难二：落体运动时间太短，无法准确测量落体运动时间太短，无法准确测量突破：突破：“冲淡冲淡”重力重力，使其加速度减小，使其加速度减小 质量不同质量不同小球同一斜面下落，加速度相同小球同一斜面下落，加速度相同 增大斜面倾角，加速度变大，增大斜面倾角，加速度变大，质量不同质量不同小小球加速度仍相同球加速度仍相同 质量不同质量不同小球同一斜面下落，加速度相同小球同一斜面下落，加速度相同 增大斜面倾角
6、，加速度变大增大斜面倾角，加速度变大 倾角很大，接近落体运动倾角很大，接近落体运动 倾角倾角90，就是自由落体运动！，就是自由落体运动！合理外推合理外推伽利略在两种新伽利略在两种新科学的对话中提科学的对话中提到：到：“重球与轻球重球与轻球在落地时相差两指在落地时相差两指的宽度的宽度”.如何理解这如何理解这“两指两指宽宽”？修正和推广修正和推广结结 论论自由落体运动：自由落体运动： v0=0的的匀加速匀加速直线运直线运动，且所有物体下落的加动，且所有物体下落的加速度都相同速度都相同.世界著名的比世界著名的比萨斜塔实验证明萨斜塔实验证明物体下落快慢物体下落快慢与轻重无关与轻重无关研究方法：研究方法
7、：观察观察逻辑推理逻辑推理实验实验（对比实验）（对比实验）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一些贵族一些贵族一些贵族一些贵族思考：思考： 为什么说伽利略把他的结论外推到为什么说伽利略把他的结论外推到900需要很大的勇气？需要很大的勇气？ 单纯的逻辑推理和对有限事实的单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会导致新的发现；科学发现归纳都不会导致新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、假设与直觉。中最活跃的因素是猜想、
8、假设与直觉。因为这个原因，对于新发现的规律不因为这个原因，对于新发现的规律不能有百分之百的把握能有百分之百的把握.科学研究过程的基本要素科学研究过程的基本要素五五、伽伽利利略略研研究究方方法法观察观察观察观察现象现象现象现象提出提出提出提出假设假设假设假设运用逻辑运用逻辑运用逻辑运用逻辑得出推论得出推论得出推论得出推论实验实验实验实验验证验证验证验证修正修正修正修正推广推广推广推广伽利略科学思想方法的核心：伽利略科学思想方法的核心： 把把实验和逻辑推理实验和逻辑推理（包括数学推演）（包括数学推演）和谐地结合起来和谐地结合起来.伽利略科学思想的成就伽利略科学思想的成就 伽利略的发现以及他所应用的
9、科学的推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，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而且标志着物理学的真正开端. 爱因斯坦爱因斯坦 现在我们不必用斜面来现在我们不必用斜面来“冲淡重力冲淡重力”，可，可以对落体运动精确地以对落体运动精确地“计时计时”、“定位定位”，直接研究落体运动的性质直接研究落体运动的性质. . 现代研究落体运动的方法现代研究落体运动的方法 ： 1 1、用打点计时器、用打点计时器 2 2 、用频闪照片、用频闪照片 3 3、用光电计时器（测速计等）、用光电计时器（测速计等） 超越伽利略超越伽利略十十大大最最美美丽丽物物理理实实验验对伽利略的审判讨论：讨论： 学完了这一课，你学完了这一课，你有什么想法？体会？有什么想法？体会？ 启发？启发？ 为了纪念伽利略的伟为了纪念伽利略的伟大贡献，大贡献，19931993年年4 4月月8 8日，来自世界各地的科日，来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上小球从比萨斜塔上44 44 mm高处同时高处同时静止释放静止释放，用精密电子仪器和摄像用精密电子仪器和摄像机记录，结果发现所有机记录，结果发现所有小球几乎同时以同一速小球几乎同时以同一速度落地度落地 。
