2.1 伽利略对落体运动的研究 20张PPT

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伽利略对自由落体运动的研究
绵延两千年的错误
物体下落快慢是由它们的重量决定的，重的物体下落得快。
观察
思考
得到结论
亚里士多德认为：
以偏概全
《两种新科学的对话》：
逻辑的力量
归谬法
逻辑的力量
重物与轻物应该下落得一样快。
经过逻辑分析,伽利略认为：
困难一：
没有描述运动所需的概念
建立运动学概念：速度、平均速度、瞬时速度、加速度等
解决办法：
?猜想与假说
自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。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？
困难二：速度无法直接测量
解决办法
间接验证
若v0＝0,且
必有
实验验证
时间
速度
●若速度与时间成正比
困难三：
落体运动时间太快，无法准确测量
解决办法：
“冲淡”重力，延长下落时间
设计了著名的斜面实验
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：
知识
观察
实验
思考
时间单位
1
2
3
4
5
6
7
8
距离单位
32
130
298
526
824
1192
1600
2104
实验结论
小球做匀加速直线运动
增大倾角，加速度增大
不同质量的小球加速度相同
实验验证
困难四：怎么说明落体运动也满足这一规律
突破：合理外推
合理外推
自由落体运动依然是匀加速直线运动
而且所有物体下落时加速度相同
修正推广
如果完全排除空气阻力，那么，所有
物体将下落得同样快
?超越伽利略
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）
物体下落高度与时间平方成正比
数据处理
说明
:T=1/30秒
爱因斯坦评价
“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”
思考
空气阻力与可能与哪些因素有关