课件9张PPT。2.1 伽利略对落体运动的研究重的物体下落的快 轻的物体下落的慢吗？ 亚里斯多德：
观点：物体越重，下落越快
方法：观察+直觉 探究落体运动 著名的比萨斜塔实验 二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？ 演示1 在同一高度同时释放一支粉笔头（或一枚硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地。 演示2 把纸片揉成纸团，重复以上实验，请观察物体是否同时落地。 为什么有时重的物体下落得快，有时轻重不同的物体下落得快慢几乎一样？ 一、问题提出 结论：轻重不同的物体下落得快慢不同，主要是由于空气阻力不同造成的。 钱毛管实验 把硬币和羽毛放在一个玻璃管的底部，将其倒竖起来，我们会看到什么？ 若抽去管里的空气，然后在把它倒竖起来，我们又将看到什么? 阿波罗登月实验 1971年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。探究落体运动 探究落体运动 伽利略: 结论：在没有空气阻力的情况下任何轻重不同的物体下落的快慢是一样的。 方法： 一般观察→抽象思维提出假设→科学实验→验证结论→合理外推得出结论2.1 伽利略对自由落体运动的研究 同步测试
班级__________学号________姓名____________
1．1591年，伽利略和他的两个学生带着两个不同质量的铅球（一个是另一个重量的10倍）登上了高为54.5米的比萨斜塔的顶部，如图2—5—1所示，自由释放这两个小球，结果两个球在同一瞬间砸向地面，伽利略这个实验意在说明：轻、重物体下落的_________一样（填“速度”或“加速度”）。
2．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图2—5—2所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）
A．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论
B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
3．伽利略以前的学者认为：物体越重，下落得越快,伽利略等一些物理学家否定了这种看法
（1）如图2—5—3所示：在一玻璃管中放中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速导致玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，这主要是因为（ ）
A．它们的重量不同
B．它们的密度不同
C．它们的材料不同
D．它们受到的空气阻力不同
（2）在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关的下列说法中，
正确的是（ ）
①它们受到的空气阻力不同 ②它们的加速度相同
③它们落地的速度不同 ④它们下落的时间相同
A．①③ B．②④ C．② D．③
4．伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创立了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或者说给出了科学研究过程的基本要素，这些要素包含了以下几个环节：
①对现象的一般观察；②________________；③运动逻辑得出结论；④________________;
⑤对假设进行修正的推广；
5．请将图2—5—4中三位科学的姓名按历史年代先后顺序排列：________、________、__________。通过查阅资料，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项：____________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6．甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体重是乙物体重的2倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是( )
A．甲物体的加速度是乙物体加速度的2倍
B．甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的1/2
C．甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的/2
D．甲、乙两物体的末速度相同
7．有一种傻瓜相机的曝光时间（快门打开到关闭的时间）是固
定不变的，为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实
验方案：他从墙面上A点的正下方与A相距H=1.5m处，使一
个小石子自由落下，在小石子下落通过A点后，立即按动快门，
对小石子照相，得到如图2-5-5所示的照片，由于石子的运动，
它在照片上留下一条模糊的痕迹CD。已知每块砖的平均厚度是
6cm，已知当地的重力加速度g=10m/s2。请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的理量。用符号表示，如H等，推出计算曝光时间的关系式，并估算出这个相机的曝光时间，（要求取一位有效数字）
8．原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速）
加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升，（此过程运动特征视为自由落体运动的逆过程）在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为0.50m，则人上跳的“竖直高度”是多少？
§2.1伽利略对自由落体运动的研究 参考答案
1.速度;2.AC; 3. (1)D;(2)B; 4.提出假设;通过实验对结论进行检验 5.伽利略；牛顿；爱因斯坦； 伽利略：建立了落体理论；牛顿：发现了万有引力；爱因斯坦：创立了相对论
6.C 7.0.02s 8. 用a 表示跳蚤起跳的加速度，v表示离地时的速度，则对加速过程和离地后上升过程分别有v2=2ad2 、 v2=2gh2 ， 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a,令V表示在这种假想下人离地时的速度,H 表示与此相应的竖直高度,则对加速过程和离地后上升过程分别有V2=2ad1 、 V2=2gH ，由以上各式可得H=h2d1/d2 ， 代人数值得: H=63m
第二章 研究匀变速直线运动的规律
2.1 伽利略对自由落体运动的研究
★教学目标
(一) 知识与技能
1. 了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法
2. 学习伽利略的思想和精神，培养敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。提高学习兴趣，培养合作精神。
(二) 过程与方法
3. 经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；
4. 亲身经历探究的过程，尝试探究的方法，提高实验的技能，培养主动参与、勤于动手的学习习惯。
(三) 情感态度与价值观
5. 激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质
6. 培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神
★教学重点
1. 了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法。
★教学难点
1. 观察－思考－推理－猜想－验证” 是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考
★教学过程
设计思路：本文主要目的是带领学生体验经历伽得略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法，培养学生勇于敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。所以我们按照“观察－思考－推理－猜想－验证”这样的科学探究思路引导学生进行学习
一、伽利略的探究
师：上节课我们学习了一种理想的运动模型：自由落体运动。大家都知道，落体运动是非常常见的，但就这样一个常见的运动，人类对它的认识经历了差不多两千年的时间才变得清晰起来。这究竟是怎么回事呢？在人类历史上，最早研究运动问题的要算古希腊学者亚里士多德了。亚里士多德通过观察推断：物体下落快慢由它们的质量决定。他的这一推断符合人们的常识，以至于其后两千年里，大家都奉为经典。但到了16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断产生了怀疑，用自己方法证明了亚里士多德观点的错误并且得出了落体运动的规律。下面我们就随着伽利略的思想一起体验他的探究过程。
1、 伽利略的思考：
师：伽利略通过自己的观察对亚里士多德的观点产生了怀疑，并通过逻辑推理让亚里士多德的观点自相矛盾。你能做到用亚里士多德的观点证明亚里士多德观点的错误吗？
伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。根据亚里士多德的理论，一块大石头的下落速度要比一块小石头下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把这两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果，整个系统的下落速度应该介于8和4之间。但从另一个角度讲，两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此整个系统的速度应该大于8，由同一理论得到的结论相互矛盾， 从而使亚里士多德的理论陷入困境。
补充：“两种新科学的对话”一书中写道： 萨尔维阿谛（伽氏）：如果把两个自然速率不同的物体绑在一起，那么落得快的物体会被落得慢的物体拖着而减速，落得慢的物体会被落得快的物体拖着而加速，你同意吗？ 辛普利丘（亚氏）：没有疑问，你说得对。 伽氏：但是，如果这是对的，那么我们取一块大石头，例如它的下落速率为八，再取一块小石头，下落速率为四，将它们栓在一起，整个系统的下落速率应该小于八；但是，两块石头栓在一起，要比速率为八的石头重。因此可以得出，重物体比轻物体的运动速率要小的结论，这个结论刚好和你的推测相反。 亚氏：我完全被搞糊涂了，……说实在的，这完全超出了我的理解力……。
2、 伽利略的猜想
先问问学生会作怎样的猜想。
伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，物体的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算是均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。
数学推理 伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比，将会得到十分复杂的结论；如果v与t成正比，它通过的位移x就与t2成正比。
要点注意：伽利略是先猜想速度与时间成正比，然后数学推导出位移与时间的平方成正比的，然后通过难数学推导的结论证明速度与时间成正比的。 “伽利略通过实验得到位移与时间的平方成正比的结论”是错误的。
3、 实验验证
为了便于测量时间，伽利略设法用斜面做实验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸，让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下，通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究，发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比，小球的运动是匀变速直线运动，且倾角一定不同小球的加速度一定，倾角越大加速度越大。
4、合理外推
伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900，小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动；当斜面的倾角达到900时，小球就做自由落体运动。从而，自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且所有物体自由下落时的加速度都相同。
二、伽利略的科学方法
伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或者说给出了科学研究过程的基本要素。
伽利略科学方法的核心是把和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展。
附：课外阅读材料（印发给学生）
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一、亚里士多德为什么在物理问题中总是出错──评述亚里士多德的功与过
? 物理教科书上，亚里士多德给同学们的形象不好。他老是出错，请同学们讲一讲，他有哪些错误的结论。?
“物体下落的快慢是由它的重量决定的，物体越重，下落得越快”、“力是维持物体运动的原因，用力推车，车才前进，停止用力，车子就要停下来”。
? 是否觉得亚里士多德实在太不高明，而伽利略则比他伟大千倍。其实这种看法过于偏激，事实上，亚里士多德是古代的一位伟大思想家，一位百科全书式的大学问家，他有着成就事业的理性方法，又有着几乎无所不及的思想成果，是古代科学思想的伟大代表，不仅在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着，而且对物理学的前期发展是有贡献的。
? ①亚里士多德认为，物体永远在运动变化，“运动是永恒的，不能在一个时候曾经存在，在另一个时候不存在”这种运动永恒的观点具有唯物主义思想，包含辩证法的因素，至今仍是积极而有价值的。
? 亚里士多德提出的“自然运动”与“非自然运动”的理论。其中含有静止惯性的思想，在遥远的公元前，已是难能可贵的了。
? ②亚里士多德认为地上的物质由土、水、气、火这四种“基本元素”组成；企图从物质本身来说明自然，把科学从宗教与神话中解放出来，这一精神是有进步意义，这是人类幼年时代的思想精粹。
? ③亚里士多德主张大地是球形的，并列出了一些事实来证明。他说，当月蚀的时候，其显明的部份恰带有球形的形状……月蚀的成因乃是由于地球遮蔽月球之故，因而这就是说，地球表面的球形确定了月球的轮廓：认识到大地是球形，是一个重大的认识飞跃，为后来引力理论的建立作了思想准备。
? 这样一位伟大的学者为什么在物理问题上经常出错？亚里士多德的错误不在于头脑也不全在于时代，而在于研究方法。亚里士多德对物理的研究是采用“观察加直觉”的方法，他的那些错误结论是靠观察，并依赖直接推理，得出一系列直觉结论。固然，观察与直觉对物理研究是至关重要的。详细的观察和良好的直觉往往导致伟大的发现。然而物理学是一门以实验为基础的学科，所以根据直接观察所得出的直觉结论不是都可靠，有时会将人们引入歧途。如果说伽利略比亚里士多德伟大，就在于伽利略是第一位创造通过实验检验理论推导的科学研究方法的科学家．
? 二、伽利略与自由落体
? 亚里士多德的学说在十六世纪仍然如日中天，人人都奉为经典，没有人提出任何的怀疑。亚里士多德关于「自由落体」的学说是：物体自高处自由落下的速度和重量成正比。也就是说，一个十磅重的物体，下坠的速度会比一磅重的物体快十倍。这个学说在大小的外表上看来，似乎非常的合理，而且人人也都相信学说的真确性，教授们严肃的把这个学说教给他们的学生，学生们也都敬谨的接受这个学说，只有伽利略表示怀疑。
? 伽利略曾经亲眼目睹大小不同的冰雹，同时一起掉落到地。根据常识判断，它们似乎是从同一高度一起下坠的，但是按照亚里士多德的学说，较大的冰雹应该先落到地面上，小冰雹在接着掉来，伽利略观察到的并非如此。
? 他做了许多实验，发觉亚里士多德的学说是错误的，他决心指出这项错误。传说有一天，他邀请有关的教授到比塞塔前，拿出一个一百磅的重体，和一个一磅的重体。
? 伽利略问所有的教授们：
? 「假如这两个重体同时自塔顶自由落下，结果如何？」
? 教授们议论纷纷，谁也没有做过这样的实验，没有人敢预料结果如何。
? 以往，他们按亚里斯多德的学说照本宣科，从来没有怀疑过。现在，居然有一位二十五岁的青年，提出了要求证据的疑问。结果呢？要是两个重体以非常悬殊的速度坠落地面，教授们可以松一口气，证明亚里士多德的学说是正确的，伽利略将被冠上「说谎者」、「搅局者」的罪名。要是两个重体同时坠落地面？又将如何解释呢？是扬弃奉行多年的亚里士多德学说，接受伽利略实验所证明的事实，还是对伽利略的实验视若无睹？
? 比萨塔的倾斜度可以使坠体不受阻碍，伽利略塔顶大喊：
? 「看清楚了没有？下来了！」
? 两个重体砰然而下，小的重体始终和大的重体并行，而且同时落地。这两个重体的砰然一声，并不表示亚里士多德的学说已经崩溃。因为这一群教授在不想相信一件真实事物的时候，根本不去看一看、摸一摸，无论如何也不愿意承认亚里士多德的学说是错误的。更荒谬的是他们反而怀疑伽利略为了证实速度相同，而在重体内隐藏了「魔术」。
? 三、评述伽利略的科学研究方法
? ①比萨有座著名的塔，建于1173年。塔高54．6m（179英尺），由于塔基问题，塔身发生倾斜，那正是理想落体实验场所。伽利略为了证明他的论断，他邀请了许多人到斜塔旁观看，有他的支持者，也有他的反对者。伽利略一手拿着1只0．454kg（1磅）重的铅球，另一手拿着一只4．54kg（10磅）重的铅球，一步一步地登上斜塔，那些支持亚里士多德的学者发出“嘘嘘”的嘲笑声，准备看他“失败”的实验。伽利略到了塔顶，向下面人作了手势，叫喊着：“现在请各位注意！”他随即一松手，两只铅球笔直落下。“啪”地一声，两个重量不等的铅球同时落地。
? ②伽利略用实验方法证明亚里士多德的看法是错误的，还用实验证明了力不是维持物体运动而是改变物体运动状态的原因，并根据斜面实验，提出惯性的概念，总结出了惯性定律，自由落体运动定律，相对性原理，发现了单摆等时性原理，用自制的33倍望远镜发现了一系列天文现象。
? ③伽利略为了确立新的自然研究法──实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，受到罗马宗教法庭的迫害，罚他每星期背诵七篇忏悔圣诗，无限期地监禁在他自己家中。但强权没有迫使伽利略屈服，他在家中写下了《两种科学的对话》，它用实验方法在物理学上打开了人们的眼界。不幸的是这本书出版时，伽利略已双目失明，永远也看不到它了。
? 伟大的物理学家爱因斯坦给了伽利略极高的评价，说“伽利略的发现及他所用的科学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，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不总是可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去”。这精辟的分析告诉了我们伽利略成功的秘诀和亚里士多德失败的原因。
伽利略对落体运动的研究 练习与解析
1 物体做自由落体运动时，物体的形状、大小是否会对其运动产生影响?尝试举出现实生活中的例子来说明．
解析：物体做自由落体运动时，物体的形状，大小会对其运动产生影响．
例如：生活中我们会看到雨滴比树叶落得快；石块比纸袋落得快；雨滴比雪花落得快等等．
2 如果有一台仪器能直接读出自由下落物体的速度，不仅会大大缩短实验时间，而且能解决处理数据时遇到的如何计算速度这一难题．就此尝试谈谈现代科技的发展与人类科学探究进程的关系．
解析：略．
3 如图2—1—2所示是小球做自由落体运动时的频闪照片，照片中相邻小球的像是相隔同样的时间（s）拍摄到的．
图2—1—2
（1）根据这张频闪照片，判断出做自由落体运动的小球是否具有加速度．说明理由．
（2）尝试从这张频闪照片出发，推测出自由落体运动的规律．
解析：根据这张频闪照片，我们可以判断出做自由落体运动的小球具有加速度．在相同的时间间隔内，小球下落的距离并不相等，从照片上看，越往下，间隔越大，说明小球做的是加速运动．
伽利略对落体运动的研究-教学参考
思路分析
1．通过观察演示实验概括出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，从而培养学生的观察、概括能力．
2．渗透物理方法的教育．运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——自由落体，研究物体下落在理想条件下的运动．
3．通过演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理．
合作与讨论
1．古希腊哲学家亚里士多德认为，重的物体比轻的物体下落得要快．这符合人们的常识，如玻璃弹子就比羽毛落得快．其实古代时我国也出现过这种故事：传说三国时期，周仓欲与关羽比力气，关羽说你能把一根稻草丢过河吗?周仓多次试丢未成，反问关羽．关羽随手将一捆稻草轻易丢过了河，令周仓折服．这个故事真能说明关羽臂力过人吗?为什么?
图2—1—1
2．为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律．理想化是研究物理问题常用的方法之一，你还能举出其他的几个例子吗?
知识总结
1．为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况人手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的、非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律．理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到．
2．在研究自由落体运动的过程中我们还给大家介绍了佯谬法，即理论推导的一种重要方法，同学们在学习中重要的是研究问题的方法而不是知识本身．知识的结论当然重要，但更重要的是如何获取知识，中学学习的一个非常重要的方面就是如何获取知识、处理知识．
相关链接
亚里士多德与伽利略给我们的启示
纵观物理学发展的历史长河，我们感喟人类认识自然规律之曲折、艰辛、漫长；惊叹那些在黑夜中摸索的物理学巨匠们的顽强、睿智、杰出．从古代的亚里士多德、阿基米德到物理学新时代的伽利略、牛顿到近代物理学的奠基者爱因斯坦、玻尔……一代代的物理学家所代表的人类智力的自由创造，使我们关于物理实在的图景的描绘愈来愈接近客观真理，使物理学大厦逐步地趋向完美．回顾物理学的发展历史，重温物理学家曾经经历的种种挫折与成功，犹如实施一种智力移植；通过挖掘革命性、科学性理论的创造性思路或者伟大科学家从事科学创造的思路，使我们对物理世界的认识更科学、合理，更富于创见，更机智敏捷．如借鉴历史的明镜，依据古人曾经产生过的错误。预料今天初学者脑子里会出现的影像，未雨绸缪、少走弯路．让我们以亚里士多德与伽利略为例去寻求启迪吧．
我们从教科书上曾经结识过这两位伟大的学者．在落体运动法则问题上，在力与运动的关系问题上，这两位时隔两千年的学者的观点的确是相去甚远．在16世纪以前，亚里士多德在物理学界享有至高无上的威望，致使人们的思维、观察和知识都紧紧束缚在亚氏所写下的那些东西上．它使人们相信地球是宇宙的中心；轻物体的自然运动是向上的；重物体的自然运动是向下的，越重的物体下落越快；天体物质的自然运动则是围绕宇宙中心旋转的；这些自然运动无须外力作用；非自然运动的那些物体都是由于有外力迫使；力是维持物体非自然运动的原因；马车沿着马路行驶当然得由马来拉动；推一个物体的力不再去推它，原本运动着的物体自然便停下来……亚里士多德的观点与最简单的经验事实那么吻合、与人们对事物的理解程度那么相符。所以曾一代一代地被奉若神明，视作人类知识的颠峰而保持了千百年．大自然的真谛隐匿在黑夜中，谬误使人们困惑、迷茫，人类在混沌中摸索……伽利略伟大的工作，从根本上改变了人们关于运动问题的概念，使物理学进入了新时期．伽利略运用科学的研究方法，在几十年时间里研究落体运动，研究力与运动的关系，得出了与亚里士多德截然不同的结论．现在我们知道，任何物体总保持静止或匀速直线运动状态不变，直至有外力迫使物体改变这种状态为止；匀速直线运动或静止才是物体的自然运动状态，力则是导致物体改变自然运动状态的原因；自由下落的物体“下落速度与下落时间成正比”．伽利略是划时代的物理学家，正如爱因斯坦所言：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．
物理教科书上，亚里士多德给同学们的形象不妙，他老是出错，老是作出一些轻率的结论．同学们觉得亚氏实在太不高明而伽利略则比他伟大千百倍．事实上，亚里士多德是古代一位伟大的学者，一位百科全书式的大学问家，他有着成就事业的理性方法，又有几乎无所不及的思想成果，他在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着，不过他在物理学中却的确是错误百出并且谬种流传，整整贻误物理学二十个世纪．亚里士多德的悲哀不在于头脑，也不全在于时代，而在于研究方法不当．亚里士多德的物理研究方法有什么特点呢?或许可以用“观察加直觉”来概括．亚里士多德观察了众多的自然现象：火焰向上窜，石头往下落、马车要马拉着跑、尖利的声音传得远……于是便依赖于直觉推理得出一系列直觉结论．固然，观察与直觉对物理研究是至关重要的，详实的观察与良好的直觉往往导致伟大的发现，观察使人脑累积事物的形象，形成一种潜知，直觉的想象、鉴别与启发便使这种潜知的信息外传．阿基米德巧解王冠之谜发现浮力规律、牛顿由苹果落地而及月亮乃至天地万物间的引力，就是亚里士多德本人也曾从观察月食现象而正确判断地球是圆球形的．然而，物理学更是一门以实验为基础的科学，所以根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，它们有时会将人们引入歧途，将“观察加直觉”作为物理研究的基本方法．这也正是亚里士多德物理学的失败之所在．
伽利略是第一位创造通过实验检验理论推导的科学研究方法的科学家．他崇尚“实验加推理”，他拒绝听信任何未经实验的科学思想，哪怕那是来自于教堂或权威．伽利略用尽毕生的精力探索落体运动的规律，他首先通过落体佯谬的思想实验，否定亚里士多德的重物下落快的结论．通过观察棉花、羽毛等在空气中落下，伽利略曾经提出过落体速度与密度成正比例的法则，然而通过科学的推理，使伽利略认识了不易察觉的空气阻力，从而发现了自己最初的法则的错误，并猜想到在没有空气阻力的情况下，一切物体都在同样地增加着速度．为了建立真正的落体法则，伽利略仔细地用实验研究了摆的运动和小球在斜面上的运动，严格地定义了匀变速运动，设计出了精密的时间测量方法，尽量地消除各种阻力的影响，运用数学工具……最终找到了物体下落速度与下落时间成正比的正确法则．伽利略的贡献不只是建立了一个新的法则，而且将物理学研究推向正确的轨道，从此开始了物理学的突飞猛进．
亚里士多德与伽利略的故事告诉我们，知识就是力量，而能力与方法比知识更有力量．我们每个人都同样地拥有一个健全的大脑，我们每个人都应该可以像伽利略那样去思索．重要的是学会认识世界的方法和具备进行科学研究的能力．如若我们能从亚里士多德和伽利略以及其他各位伟大学者的失败与成功中寻求启发和借鉴，我们也将会拥有一颗杰出的闪烁出智慧之光的大脑，去容纳经典的与现代的物理知识，去面对已知的与未知的物理世界．
