高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究课外阅读材料素材 新人教版必修1
【金识源】2014年秋高中物理 2.6 伽利略对自由落体运动的研究导学案 新人教版必修1
2.6 伽利略对自由落体运动的研究【三维目标导航】:1.了解落体运动研究的史实,了解逻辑推理的特色.2.理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性.3.通过了解史实能培养同学们科学的方法观,避免盲目和急功近利思想,提高自己的认识观.4.经历伽利略对自由落体运动的研究过程,体验数学在研究物理间题中的重要性.体会人类对客观世界发现之旅的乐趣.【导学重点】: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.【导学难点】:一般观察一提出猜想-运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)-推广应用。
是本节的重点思路,也是培养良好思维习惯的重要参考.【过程引領】:感受伽利略的探究物体自由下落过程, 体会其科学方法【自主探究】:1、历史的错误:关于下落物体快慢阅读教材第一段,提出问题:为什么会有错误的认识呢?2、伽利略的逻辑推理阅读教材第三、四段,提出问题:伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的?3、猜想与假说阅读教材“猜想与假说”部分,提出问题:伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难?面对这些困难,伽利略是怎样做的?他作出了大胆的科学猜想,猜想的内容是什么?科学的猜想,或者叫假说,这是对事物认识的模型,是对事物认识的基础,是建立概念描述规律的前提。
4、实验验证伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难,他又是怎样克服的?为什么说,伽利略把他的结论外推到90°需要很大勇气?实验验证是检验理论正确与否的唯一标准。
任何结论和猜想都必须经过实验验证,否则不成理论。
猜想或假说只有通过验证才会成为理论。
所谓实验验证就是任何人,在理论条件下去操作都能到得实验结果,它具有任意性,但不是无条件的,实验是在一定条件下的验证,而与实际有区别。
5、科学的方法物理学的研究很注重方法,物理学习也要注意方法,所谓科学方法包括以下几点:对现象一般观察一提出猜想-运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证(补充)-推广应用。
人教版必修一2.6《伽利略对自由落体运动的研究》精品.
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下落距离/m
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1.44 7
x
回答下列问题:
(1)与上述过程中A、B步骤相应的科学探究环节分别是 ____________________、_________________________.
(2)图甲中的AB段反映了运动物体在做________运动,表中x处的值为 ________.
(3)图乙中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做 ________运动,最后“小纸杯”做________运动.
(4)比较图乙中的图线1和5,指出在1.0~1.5 s时间段内,速度随时间变化
关系的差异:
________________________________________________________
三、猜想与假说 1.伽利略猜想自由落体是一种最简单的变速运动,即速度应该是均匀变化的. 2.两种可能性速 速度 度vv与 与时 位间 移tx成 成正 正比 比 四、实验验证 1.为了克服自由落体下落时间太短的困难,伽利略巧妙地采用了间接的验证 方法,他让一个铜球沿阻力很小的斜面滚下,实验结果表明,光滑斜面的倾角保 持不变,让小球从不同位置滚下(如下图),小球通过的位移跟所用时间的平方之 比是不变的,即tx112=tx222=tx332=……,由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀 变速直线运动.换用不同质量的小球重复上述实验,通过的位移跟所用时间的平 方的比值仍不变,这说明不同质量的小球沿同一倾角的斜面所做的匀变速直线运 动的情况是相同的.
一、伽利略对自由落体运动的研究 1.提出了一种新的观点:重物与轻物下落得 同样快 . 2.伽利略的科学猜想与假说 落体运动应该是一种最简单的 变速 运动,速度 应该是 均匀 变化的. 3.伽利略的理想斜面实验 让小球从斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点 滚动的 位移 和 所用的时间 . (1)斜面倾角一定时,小球做 匀加速直线 运动. (2)改变小球的质量,只要倾角一定,小球加速度都是 增大 的. (3)增大斜面倾角,小球加速度 相同 . (4)将斜面倾角外推到 θ=90°时的情况——小球自由下落, 认为小球仍会做 匀变速直线 运动,从而得到了落体运动的规律.
物理人教版高中必修1伽利略对自由落体运动的研究
2.6 伽利略对自由落体运动的研究教学目标:★知识与技能1.了解物理学史。
2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。
★过程与方法1.学习伽利略的科学方法。
2.培养学生自己查找资料学习物理学史。
★情感态度与价值观1.学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。
2.学习科学家们科学研究的执著精神。
3.通过学生自己查找资料,提高学生对物理学的兴趣。
4.通过对亚里士多德和伽利略的了解,认识到科学的探索是一个漫长的过程,需要几代人的不懈努力。
学习重点与难点:1.伽利略对落体问题的逻辑推理。
2.伽利略的验证性实验的设计。
3.伽利略的理想外推。
教学准备:让学生预习,搜集关于伽利略和亚里士多德的有关资料。
教学设计:一、认识两位科学家老师提出:哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料,先说说伽利略吧。
学生可能的回答:①伽利略全名伽利略·伽利莱,他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。
1564年伽利略生于意大利的比萨城,1611年,伽利略应邀来到罗马,在罗马期间,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,这就更加激怒了教会。
1632年,他的名著《关于两大世界体系的对话》出版,但立即被教会列为禁书。
1633年6月22日,伽利略受到宗教法庭审判,并被判终身软禁,成了“宗教裁判判所”的囚徒。
1638年,伽利略在荷兰出版了《关于两门新学科与数学证明的谈话》一书,对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。
②他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。
他在科学上的创造才能,在青年时代就显示出来了。
当他还是比萨大学医科学生时,就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。
后来他的兴趣转向了数学和物理学。
③1581年,17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。
伽利略在数学、天文学,特别是力学方面有了很深的造诣,学术上成果累累。
他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理;发现了单摆振动的等时性原理;用自制的33倍望远镜观察天象,发现了一系列令人震惊的天文现象。
人教版物理必修1课题:2.6伽利略对自由落体运动的研究
B.水龙头距盘子的距离至少为34m
C.重力加速度的计算式为
D.重力加速度的计算式为
3、为了测量一高楼的高度,某人设计了如下实验:在一根长为l的绳两端各拴一重球,一人站在楼顶上,手执绳上端无初速释放使其自由落下,另一人在楼下测量两球落地的时间差Δt,即可根据l、Δt、g得出楼的高度.(不计空气阻力)
(1)从原理上讲,这个方案是否正确?
(2)从实际测量来看,你估计最大困难是什么?
(3)若测得l=10 m,Δt=0.4 s,g取10 m/s2,估算楼的高度?
解答:(1)这个方案正确
设楼高为H
对下边的球H-l= g·t2
对上边的球H= g(t+Δt)2
消去时间t可求得楼的高度.
(2)计时误差会太大.
[自主学习]
阅读课本P46—48页,仔细观看多媒体课件演示,完成下述问题。
[延续了两千年的错误认识]
关于物体下落快慢的错误认识:。
[伽利略对自由落体运动的研究]:
1、发现问题
2、提出假设
3、数学推理
4、实验验证
5、合理外推
[课外阅读]
重物下落引发的两个有趣问题
1969年美国实现登月,这是人类首次登月成功。在一次登月活动中,宇航员David R.Scott在月球上证实了榔头与羽毛下落一样快,月球的引力加速度为1.67m/s2。
课题:2.6伽利略对自由落体运动的研究
主备人:宁力夫审核:庞明高编号:必一2.6授课时间:
学习目标:
1、让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法
2、使学生体会“观察现象→实验探索→提出问题→讨论问题→解决问题”的科学探究方式
自学导航:
高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究教案 新人教版必修1
(人教版必修1) 2.6 伽利略对自由落体运动的研究一、设计思路:1、课标要求分析:了解亚里士多德关于运动的主要观点和研究方法,了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
2、教材文本分析:教材介绍了伽利略研究自由落体运动所用的科学方法和巧妙的实验构思,以及伽利略对自由落体运动的探究历史,方法的教学贯穿课程文本始终。
目的是让学生体会伽利略发现问题、分析问题、解决问题的历史过程以及面对困难时采取的方法,增加学生对处理物理问题的方法论的初步认识。
3、学生学情分析:学生已经学习了自由落体运动的定义和规律,但不十分了解伽利略发现自由落体规律的具体过程和历史。
所以教材单独列出这节课,让学生了解伽利略对落体问题的研究过程和突破困难采用的方法,培养学生勇于探索、坚持真理的高尚情操。
4、教学总体安排:本课时采用了课前学生自己预习、课上学生分组讨论问题和教师适当引导的方式,重点关注伽利略在研究过程中所采用的科学方法以及意义。
二、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方法。
2、知道逻辑推理(包括数学知识)和实验验证对解决物理课题的重要性。
(二)过程与方法1、经历伽利略对自由落体运动的研究过程,体验伽利略的科学研究方法。
(三)情感、态度与价值观1.通过了解史实,培养渗透坚持真理、不迷信权威、勇于探索的科学精神。
2.通过经历伽利略对自由落体运动的研究过程,进一步提升对方法论的认识。
三、教学重点与难点:教学重点:伽利略对自由落体运动研究的过程、方法。
教学难点:伽利略否前人错误结论的逻辑推理、斜面实验结论的合理外推。
四、教学方式:教学方法:自主讨论法、归纳法、实验演示法五、教学用具:小铁球、斜槽、多媒体辅助设备。
六、教学流程七、板书设计八、教学过程伽利略对自由落体运动的研究(导学案)2.6伽利略对自由落体运动的研究(导学案)。
2.6 伽利略对自由落体运动的研究 相关素材2
2.6 伽利略对自由落体运动的研究相关素材2古希腊权威思想家亚里士多德(公元前384—322年)曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢.比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍.1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移.直到16世纪,伽利略(公元1564—1642年)才发现了这一理论在逻辑上的矛盾.伽利略说,假如一块大石头以某种速度下降,那么,按照亚里士多德的论断,一块小些的石头就会以相应慢些的速度下降.要是我们把这两块石头捆在一起,那这块重量等于两块石头重量之和的新石头,将以何种速度下降呢?如果仍按亚里士多德的论断,势必得出截然相反的两个结论.一方面,新石头的下降速度应小于第一块大石头的下降速度,因为加上了一块以较慢速度下降的石头,会使第一块大石头下降的速度减缓;另一方面,新石头的下降速度又应大于第一块大石头的下降速度,因为把两块石头捆在一起,它的重量大于第一块大石头.这两个互相矛盾的结论不能同时成立,可见亚里士多德的论断是不合逻辑的.伽利略进而假定,物体下降速度与它的重量无关.如果两个物体受到的空气阻力相同,或将空气阻力略去不计,那么,两个重量不同的物体将以同样的速度下落,同时到达地面.为了证明这一观点,1589年的一天,比萨大学青年数学讲师,年方25岁的伽利略,同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔.伽利略登上塔顶,将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下.在众目睽睽之下,两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上.面对这个无情的实验,在场观看的人个个目瞪口呆,不知所措.这个被科学界誉为“比萨斜塔试验”的美谈佳话,用事实证明,轻重不同的物体,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断.这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认识的自由落体定律.1.巧妙推理古代学者认为:物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的,物体越重,下落得越快.公元前4世纪希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法.但是这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的.伽利略用简单明了的科学推理,巧妙地揭示了亚里士多德的理论内部包含的矛盾.他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大.假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头栓在一起时,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小于8.但是两块石头栓在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小.这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落慢的结论.亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地.伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快.2.提出假说伽利略认为,自由落体是一种最简单的变速运动,他设想,最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的.但是,速度的变化怎样才算均匀呢?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,即经过相等的时间,速度的变化相等;另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即经过相等的位移,速度的变化相等.伽利略假设第一种方式最简单,并把这种运动叫做匀变速运动.3.数学推理在伽利略的时代,技术不够发达,通过直接测定瞬时速度来验证一个物体是否做匀变速运动,是不可能的.但是,伽利略应用数学推理得出结论:做初速度为零的匀变速运动的物体通过的位移与所用时间的的平方成正比.这样,只要测出做变速运动的物体通过不同位移所用时间,就可以验证这个物体是否做变速运动.伽利略是怎样推出做初速度为零的匀变速运动的物体通过的位移与所用时间的的平方成正比的呢?4.实验验证自由落体下落的时间太短,当时用实验直接验证自由落体是匀变速运动仍有困难,伽利略采用了间接验证的方法.他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下,做了上百次的实验.小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多,所以时间容易测量些.实验结果表明,光滑斜面的倾角保持不变,从不同位置让小球滚下,小球通过的位移跟所用的时间的平方之比是不变的.由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动.换用不同质量的小球重复上述实验,位移跟所用时间平方的比值仍不变,这说明不同质量的小球沿同一倾角所做的匀变速直线运动的情况是相同的.不断增大斜面的倾角,重复上述实验,得出位移跟所用的时间的平方之比随斜面倾角的增加而增大.这说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而增大.5.合理外推伽利略将上述结果做了合理的外推,把结论外推到斜面倾角增大到90°的情况,这时小球将自由下落,成为自由落体.伽利略认为,这时小球仍然会保持匀变速运动的性质.这种从斜面运动到落体运动的外推,是很巧妙的.不过,用外推法得出的结论,并不一定都是正确的.现代物理研究中也常用外推法,但用这种方法得出的结论都要经过实验的验证才能得到承认.伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法.古希腊哲学家亚里士多德认为,重的物体比轻的物体下落的要快.而伽利略却认为,物体下落速度与重量无关,所有物体下落速度都相同.为了证明亚里士多德的观点是错误的,伽利略做了大量的研究工作.一、伽利略跑到比萨斜塔上,在有其他教授、哲学家和全体学生在场的情况下,在塔上扔下两个不同重量的铁球,结果两个铁球同时着地,伽利略由此证明亚里士多德的观点是错误的.这个著名的关于比萨斜塔实验的故事乃是出自伽利略的最后一位学生维维安尼为伽利略写的传记《伽利略生平的历史故事》.虽然维维安尼的叙述有时被视为经典,但伽利略从未在自己的著作中提到这次实验,我们也无从知道伽利略究竟有没有做过这个实验.即使做过了,我们也无法知道这个实验究竟是否正确.因为:1.比萨斜塔的高度有限,还不到一百米.在这样短的距离内下落,两个不同重量的铁球,即使速度不同,也可能难以表现出来,更难以观测出来.如果增加下落距离,比如增加到一千米、一万米甚至一百万米,说不定两个铁球的速度差异就能明显地暴露出来了.2.两球抛下的同时性,和两球落地的同时性,都会产生测量方面的误差.伽利略的时代,还没有高速摄像机之类的先进测量设备,那么请问:——怎样断定在斜塔顶端,两只铁球是“同时”被抛下去的呢?——怎样断定在斜塔底下,两只铁球是“同时”落到地面的呢?显然,抛下的“同时性”,只能凭借抛球者自己的“手感”来确定,而落地的“同时性”,只能依靠旁观者的“肉眼”来确定;这两种测量都存在误差,是不言而喻的.也许,正是这两种测量方面的误差,把两球下落速度的微小差异给掩盖了.3.抛球实验时,周围空气流动的方向、速度和力度等等因素,也会对实验结果产生影响.说不准,较重的铁球遇到了上升的空气,被气流托着而放慢了下落速度;而较轻的铁球恰好相反,遇到了下降的空气,被气流推着而加快了下落速度.两球的速度差异也许本来就微乎其微,经过不同的气流这么一“托”一“推”,那种差异便被扯平了.二、巧妙的逻辑推论.伽利略的这个推论记载在他的《关于力学和位置运动的两门新科学的对话》中.下面我们就来看看他的这个名为归谬法的推论:如果亚里士多德的观点是正确的,即重的物体下落速度比轻的物体下落速度快,那么可以设想一个简单的实验:把两个物体连在一起时候,当然要比原来较重的物体更加重一些,下落的速度应当比原来那个重的物体速度更大.显然,这两个推论是矛盾的,以此来说明亚里士多德的观点是错误的.三、科学实验法进一步的证明应该通过实验.伽利略首创了“科学实验法”.其步骤如下:1.通过观察提出疑问.轻重不同的物体从同一高度落下,落地时间是否如亚里士多德所说的那样悬殊.2.出合理的假设.“当我们观察一块原来静止的石头从高处落下速率连续增加时,为什么不应当相信速率的增加是以一种简单的、也是人们最容易理解的方式进行的呢?”即(常量)3.实验验证.为了“冲淡重力”减缓下落运动,伽利略进行了著名的斜面实验.他在一个板条上刻出了一条直糟贴上羊皮纸使之平滑,让一个光滑的黄铜小球沿直糟下落,并让水钟测定下落时间.伽利略在斜面成不同的倾斜角和黄铜球滚动不同距离的情况下作了上百次的测定,发现“一个从静止开始下落的物体在相等的时间间隔内经过的各段距离之比,等于从1开始的一系列奇数之比”,即为1:3:5,从而完全证实了落体“所经过的各种距离总是同所用的时间的平方成比例”.为了把斜面实验的结论推广到竖直情况下的自由落体运动,伽利略提出了“等末速度假设”,即静止物体不论是沿竖直方向还是沿不同斜面从同一个高度下落,到达末端时具有相同的速度.也就是说物体在下落中所得到的速度只由下落的高度决定,而与斜面的倾斜程度无关.如果情况不是这样,那么只要把过程反转过来,物体就可以利用下落中得到的最大速度上升到比下落的高度更高的地方,这个显然是与我们的经验相违背的.根据这个假设,就可以得到沿斜面长度(下滑)的加速度与沿斜面高度(自由下落)的加速度之间的关系.从而得知,自由落体运动是一种匀加速运动.至此,亚里士多德的观点被彻底了.值得一提的是,在伽利略之前的时代,有包括达芬奇在内的四个人,在没有做过实验的基础上,根据他们对运动物体的一般的观测推论,也得到了关于落体运动的关系式.伽利略的伟大成就是把着重点放在实验方面,因此排除了一切怀疑.他所提出的科学实验法使物理学发生了革命性的变化,为近代物理学的飞速发展作出了伟大贡献.。
【物理】2.6《伽利略对自由落体运动的研究》课件(新人教版必修1)
思考: 伽利略是怎样 论证亚里士多德的 观点是错误的?
假设:重的物体下落得快
V2=4 V1=8
4<V12<8
V12>8
二
伽利略运用逻辑推理的方法
逻 论证了亚里士多德的错误观 辑 点: “重物比轻物下落得快” 的 力 量 正确结论:重物与轻物
下落得同样快
世界著名的比 萨斜塔实验证明
物体下落快慢 与轻重无关
及 时 反 馈
P45 . 4
讨论: 学完了这一课, 你有什么想法? 体会? 启发?
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。 伽利略
物理学家、天文学家
——爱因斯坦
德国著名物理学家玻恩说:“我
荣获1954年的诺贝尔奖,与其说是因为我 所发表的著作里包括了一个自然现象的发 现,倒不如说是因为那里面包括一个关于 自然现象的新思想方法基础的发现.” 伽利略已死去三百多年,他所发现的自由 落体规律在物理学知识的长河中所占比例 愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学 方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了 比自由落体规律高出千百倍的财富。
且所有物体下落的加速度 都相同。
五 伽 利 略 的 科 学 方 法
科学研究过程的基本要素
修正 推广 实验 验证 提出 假设 观察 现象 运用逻辑 得出推论
超 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”, 越 可以对落体运动精确地“计时”、“定位”, 伽 直接研究落体运动的性质。 利 现代研究落体运动的方法 : 略 1、用打点计时器
四
实 验 验 证
质量不同,同斜面,加速度相同
增大斜面倾角,加速度变大; 质量不同,加速度仍相同
2020高中物理 第二章专题2.6 伽利略对自由落体运动的研究课时同步试题 新人教版必修1
第6节伽利略对自由落体运动的研究1.(2018·北京市西城区普通高中合格性考试模拟)在物理学发展的过程中,某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法,并用这种方法研究了落体运动的规律,这位科学家是A.焦耳 B.伽利略 C.牛顿 D.安培【答案】B【点睛】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
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,乙、丙、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【答案】C【解析】甲乙丙均是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论,所以AB均错。
伽利略的时代无法直接测定瞬时速度,就无法验证v与t成正比的思想,伽利略通过数学运算得到,若物体初速度为零,且速度随时间均匀变化,即v正比于t,那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比,只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。
由于伽利略时代靠滴水计时,不能测量自由落体所用的时间,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,由于沿斜面下滑时加速度减小,所用时间长得多,所以容易测量。
这个方法叫“冲淡”重力,所以C正确,D错误。
【点睛】本题考查了伽利略对自由落体运动的研究,要了解其实验的目的以及研究过程为什么要“冲淡”重力的方法。
3.下列哪一位科学家首先创造了一套把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来的科学方法,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法A. B.C. D.【答案】C【解析】首先创造了把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来的科学方法的科学家是意大利的科学家伽利略,不是亚里士多德、牛顿和阿基米德,故C正确。
人教版物理必修一2.6伽利略对自由落体运动的研究
个性化辅导讲义学生:科目:第阶段第次课教师:1.自由落体运动的条件是什么?研究自由落体运动的价值在哪里?2.你在“钱羽管”演示实验中观察到什么现象?该实验说明了什么?3.早在2000多年前,古希腊的哲学家亚里士多德通过对落体运动的观察、研究,得出“物体下落快慢由物体重力决定”,即“物体越重下落越快”的结论。
请举例说明亚里士多德的这一观点是错误的。
4.请简要说明伽利略对自由落体运动的研究方法。
5.甲、乙两位同学一起做测量反应时间的实验(参见教材图2.4-2)。
实验时,甲用一只手在直尺下部做握住直尺的准备,当看到乙同学放开手时,他立即握住直尺。
如果测出直尺下降的高度为11.25cm,请你计算甲同学的反应时间。
(g取10m/s2)6.用下列两种方法观察自由落体运动的特点:方法一取一根长2m左右的细线,5~6个铁垫圈和一个金属盘。
在线的最下端系上第一个垫圈,隔12cm再系一个,以后垫圈之间的距离依次为36cm、60cm、84cm,即各垫圈之间的距离为1︰3︰5︰7︰……。
方法二仍取2m长的线,5个铁垫圈。
线端系第一个垫圈,以后每隔48cm系一个。
站在椅子上,提起线的上端,让线自由垂下。
松手后,注意听个垫圈落到盘上的声音间隔。
两种方法之间声音间隔有什么不同?为什么有这种区别?8.竖直向上射出的箭,初速度是35m/s,上升的最大高度是多大?从射出到落回原地一共用多长时间?落回原地的速度是多大?(g取10m/s2)9.竖直上抛的物体,初速度是30m/s,经过2.0s、3.0s、4.0s,物体的位移分别是多大?通过的路程分别是多长?各秒末的速度分别是多大?(g取10m/s2)10. 气球以10m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个物体,经过17s到达地面。
求物体刚脱离气球时气球的高度。
(g取10m/s2)2.6伽利略对自由落体运动的研究参考答案例1提示 羽毛下落时空气阻力不能忽略,玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略。
高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究课外阅读材料素材 新人教版必修1
2015高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究课外阅读材料素材新人教版必修1附:课外阅读材料一、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。
人教版高中物理必修第一2.6 伽利略对自由落体运动的研究-(含解析)
2.6 伽利略对自由落体运动的研究-(含解析)一、单选题1.关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法错误的是()A.通过逻辑推理的方法揭示了“重的物体下落快”说法的错误B.猜想t∝x和v∝t两种可能,并通过实验测出v∝x不正确C.通过逻辑推理得出检验v∝t就是检验x∝t2D.利用斜面实验检验了x∝t2并通过推理论证t∝x不正确2.伽利略用实验验证v∝t的最大困难是()A.不能很准确地测定下落的距离B.不能测出下落物体的瞬时速度C.当时没有测量时间的仪器D.当时没有记录落体运动的数码相机3.伽利略对自由落体运动研究中,经历了提出问题、科学猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论一系列过程.其中在实验验证过程中,他让一个铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力,为什么要“冲淡”重力,“冲淡”重力的含义是什么()A.减小重力B.增加运动时间C.减小运动速度D.便于测量运动位移4.下列关于自由落体运动叙述符合历史事实的是()A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量无关B.牛顿首先发现了亚里士多德的观点有自相矛盾的地方C.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快二、多选题5.关于伽利略的两个斜面实验,下面说法中正确的是()A.伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验B.伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验C.伽利略从图(a)中得出:自由落体运动是匀加速直线运动D.伽利略从图(b)中得出:力不是维持物体运动的原因6.亚里士多德是世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一;伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。
根据下面甲、乙、丙、丁四幅图,判断下列说法正确的是()A.甲图,亚里士多德认为马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力B.乙图,亚里士多德通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动C.丙图,伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因D.丁图,伽利略通过斜面实验并通过合理外推得到自由落体的运动规律7.关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是()A.伽利略认为,在同一地点,重的物体和轻的物体应该下落得同样快B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D.伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来8.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。
人教版高中物理必修一:2.6《伽利略对自由落体运动的研究》(2)(114)
导入新课:科学家研究问题都很执着,同学们都知道阿基米 德与王冠的故事;可能也知道阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔为 了研究炸药,把自己耳朵都炸聋了;爱迪生,为了发明电灯,进行 了一千多次试验;你知道伽利略是怎样研究落体运动的吗?
数学(R-GZ) -必修1
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1.历史的回顾 亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的① 的,相同情况下物体越重下落得② 。
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解答:纸片从空中下落的过程中,纸片受到较大的空气阻力, 因而纸片缓慢地落到地面上。当把这片纸揉成纸团后,纸团受到 的阻力减小,和同样大小的石头在空中下落受到的阻力几乎相同, 以至它们下落的加速度几乎相同,因此几乎同时落地。所以我们 可以猜想:若没有空气阻力,两物体应同时落地。
决定
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2.伽利略的猜想 伽利略认为,重物和轻物应该下落得③ 。他猜想落 体运动应该是一种最简单的④ ,即它的⑤ 应该 是均匀变化的。
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3.日常生活经验 日常生活中常会见到,较重的物体下落得比较快,较轻的物 体下落得比较慢,这是由于⑥ 对不同物体的不同影响。
伽利略对自由落体运动 的研究
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课时 2.6
伽利略对自由落体运动的研究
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序号 知识目标 1
学法建议
标准要求 知道
自由落体运动的探究 阅读课本 历史 伽利略探究自由落体 运动的方法 查阅资料 阅读课本
2
总结科学探究步骤与 理解 方法 了解
3
伽利略对科学探究的 阅读课本查阅资料 思想和精神 树立理想
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主题 2:逻辑的力量 一位同学在研究自由落体运动时,做了这样一个实验:让一 片纸从空中某高处自由落下,发现这片纸缓慢地落到地面上;把 这片纸揉成一个纸团,再和一块石头同时从原高处自由落下,发 现纸团和石头几乎是同时落地的。 你怎样解释这个现象?由这个现象我们可以得出一个什么样 的合理推论?
高中物理 专题2.6 伽利略对自由落体运动的研究(讲)(基础版,含解析)新人教版必修1-新人教版高一
伽利略对自由落体运动的研究※知识点一、伽利略对自由落体运动的研究(一)绵延两千年的错误生活常识:重的物体往往比轻的物体先落地亚里士多德的观点:物体下落的快慢由它们的重量决定亚里士多德为什么会有错误的认识呢?揭示:亚里士多德的研究方法:观察——思考(直觉)(二)逻辑的力量伽利略是怎样运用逻辑的力量来推翻亚里士多德的错误论断的?世界著名的比萨斜塔实验证明:物体下落快慢与轻重无关研究方法:观察──逻辑推理──实验(对比实验)伽利略认为:重物与轻物应该下落得同样快!(三)猜想与假设假设:1. v ∝t2. v ∝x(最后否定了)伽利略相信:(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。
它的速度应该是均匀变化的。
(四)实验验证实验验证: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倾角θ的增大而增大。
伽利略设想,斜面的倾角越接近900,铜球沿斜面滚下的运动越接近自由落体运动。
伽利略的科学方法是什么?伽利略科学方法的核心是什么?把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来。
伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示1、要善于观察、勤于思考,勇于发现问题和提出问题;2、要合理地进行猜想和假设;3、科学地制定实验计划。
【典型例题】【例题1】(多选)伽利略对自由落体的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,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.其中的丙图是实验现象,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【答案】AC【针对训练】在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展?()A.亚里士多德 B.伽利略C.牛顿D.爱因斯坦【答案】B【解析】伽利略首先建立起平均速度、瞬时速度以及加速度等概念并创立了一套科学方法.此后牛顿建立了经典物理学的基础,近代科学的大门从此打开.※知识点二、实验:测量重力加速度的方法(一)打点计时器法测重力加速度1.原理(1)利用如图所示装置,让物体自由下落,利用打点计时器打出点迹清晰的纸带.(2)对纸带上计数点间的距离x 进行测量,利用g =x n -x n -1T 2求出重力加速度. 选取点迹清晰的纸带,取0、1、2、…、6等计数点(若间隔较大可直接选用计时点),测出连续相等的时间间隔T 内的位移大小分别为x 1、x 2、…、x 6,若满足x 2-x 1=x 3-x 2=…=x 6-x 5,则表明自由落体运动是匀变速直线运动.利用逐差法求加速度,即g =(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)9T2,比较不同质量的物体运动的加速度. 得出结论:在同一地点,自由落体运动的加速度与物体的质量无关,为一定值.(二)频闪照相法频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次,利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置,根据匀变速直线运动的推论Δx =gT 2可求出重力加速度g =Δx T 2.也可以根据v t 2=v =x t,求出物体在某一时刻的速度,然后由v =v 0+gt 求出重力加速度g .(三)滴水法如图所示,让水滴自水龙头滴下,在水龙头正下方放一个盘,调节水龙头,让水一滴一滴地滴下,并调节到使第1滴水碰到盘的瞬间,第2滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去.用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h ,再测出每滴水下落的时间T ,其方法是:当听到某一滴水滴落在盘上的同时,开启停表开始计时,之后每落到盘上一滴水依次数1,2,3,…当数到n 时按下停表停止计时,每一滴水滴下落的时间为T =t n ,由h =12gT 2得g =2h T 2=2n 2h t2.【典型例题】【例题2】某同学用下图所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz)(1)实验时下面的步骤先后顺序是_____。
物理:2[1].6《伽利略对自由落体运动的研究》课件(3)(新人教版必修1)
上海 2006 高考 理科 状元-武亦 文
武亦文 格致中学理科班学生 班级职务:学习委员 高考志愿:复旦经济 高考成绩:语文127分 数学142分 英语144分 物理145分 综合27分 总分585分
“一分也不能少”
“我坚持做好每天的预习、复习,每 天放学回家看半小时报纸,晚上10: 30休息,感觉很轻松地度过了三年 高中学习。”当得知自己的高考成 绩后,格致中学的武亦文遗憾地说 道,“平时模拟考试时,自己总有 一门满分,这次高考却没有出现, 有些遗憾。”
附赠 中高考状元学习方法
前
言
高考状元是一个特殊的群体,在许多 人的眼中,他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通,但他们 有是不平凡不普通的,他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性,又有 着一些共性,而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
伽利略在寻找自由落体运动规律中 使用的方法?
对现象的 一般观察 提出 假设 运用逻辑 (包括数学) 得到推论 实验 验证 推论 对假 设进 行修 正和 推广
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坚持做好每个学习步骤
武亦文的高考高分来自于她日常严谨的学习 态度,坚持认真做好每天的预习、复习。 “高中三年,从来没有熬夜,上课跟着老师 走,保证课堂效率。”武亦文介绍,“班主 任王老师对我的成长起了很大引导作用,王 老师办事很认真,凡事都会投入自己所有精 力,看重做事的过程而不重结果。每当学生 没有取得好结果,王老师也会淡然一笑,鼓 励学生注重学习的过程。”
高一物理文本素材 2.6 伽利略对自由落体运动的研究 教学素材(1)
自由落体运动定律的发现1600年,罗马宗教裁判所咬牙切齿地将布鲁诺烧死之后,正庆幸他们制服异端的胜利,却不知,这时在意大利的比萨城里,一个比布鲁诺更可怕的叛逆者—-伽利略(1564~1642)已经成长起来。
原来,在伽利略之前,一切科学、哲学问题,全部包括在亚里士多德(前384~前322)的学说里.他的思想被奉为真理.而伽利略却与众不同,凡事,不但喜欢多想一想,还要去试一试。
他的父亲是一位数学家和音乐家,因家境贫寒,不让他再学不能赚钱的音乐和数学,而送他到比萨大学去学医.可是,他学医不用功,却对数学、物理格外有心。
21岁那年,父亲见他这样不听话,一生气,让他退学.但是,四年之后,因他的数学、物理方面自学的成就,伽利略被母校聘请回去任数学教授。
他一登上大学讲台,可不是像其他人那样照宣亚里士多德的教条,而是大力提倡观察和实验。
1590年,25岁的伽利略,对亚里士多德的一个经典理论提出怀疑。
亚氏说,如果把两件东西从空中扔下,必定是重的先落地,轻的后落地。
伽利略却认为是同时落地。
这自然没有人信他的,于是他决心在著名的比萨斜塔搞一次实验,让人们亲自看看。
再说这天,年轻的伽利略宣布要进行一次试验,一群教授大为不满,便一起到校长面前告他的状。
校长一想,这样也好,让他当众出一次丑,也好杀杀他的傲气.这时,早有一群喜欢新奇的学生,将他们的老师伽利略拥到塔下。
一会儿,伽利略便爬上斜塔七层的阳台.塔下已是人头攒动,比萨大学的校长、教授、学生,还有许多看热闹的市民,将斜塔围了个水泄不通。
就在这时,也还是没有一个人相信伽利略会是对的。
人们正在疑惑,只见伽利略将身子从阳台上探出,左右双手各拿一个铁球,一个比另一个要重十倍。
当他两手同时撒开时,只见这两只球从空中落下,齐头并进,眨眼之间,“咣当"一声,同时落地。
塔下的人,一下子都懵了。
先是寂静了片刻,接着便嚷作一团。
这时,伽利略从塔上走下来,校长和几个老教授立即将他围住说:“你一定是施了什么魔术,让两个球同时落地.亚里士多德是绝对不会错的。
高中物理《伽利略对自由落体运动的研究》文本素材新必修1
第二章匀变速直线运动的研究六.伽利略对自由落体运动的研究1.新的科学思想和科学研究方法在伽利略的研究成果得到公认之前,物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支,没有取得自己的独立地位。
当时,哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里,他们苦思巧辩,得不出符合实际的客观规律。
伽利略敢于向传统的权威思想挑战,不是先臆测事物发生的原因,而是先观察自然现象,由此发现自然规律。
他摒弃神学的宇宙观,认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体,要了解大自然,就必须进行系统的实验定量观测,找出它的精确的数量关系。
基于这样的新的科学思想,伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法;这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉,也是他对近代科学的最重要贡献。
用数学方法研究物理问题,原非伽利略首倡,可以追溯到公元前3世纪的阿基米德,14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界,在这方面都有一定成就,但他们并未将实验方法放在首位,因而在思想上未能有所突破。
伽利略重视实验的思想可见于1615年他写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话:“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。
要知道,做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的。
”伽利略的数学与实验相结合的研究方法,一般来说,分三个步骤:①先提取出从现象中获得的直观认识的主要部分,用最简单的数学形式表示出来,以建立量的概念;②再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系;③然后通过实验来证实这种数量关系。
他对落体匀加速运动规律的研究便是最好的说明。
很早就有人研究过自由落体运动的性质,比较典型的有古希腊的哲学家亚里士多德和意大利物理学家伽利略。
亚里士多德的研究方法:观察与思考物体下落的快慢由重力大小决定。
伽利略的研究方法:巧妙的推理提出假说数学推理实验维合理外推伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法:抽象思维、数学推导和科学实验相结合。
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2015高中物理 2.6伽利略对自由落体运动的研究课外阅读材料素材新人教版
必修1
附:课外阅读材料
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。
以往,他们按亚里士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?
两个不同质量重球的砰然一声,并不表示亚里士多德的学说已经崩溃。
因为他们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,而在重球内隐藏了「魔术」。
三、评述伽利略的科学研究方法
①伽利略用数学推理、实验和思想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。
②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。
③伽利略创立近代科学时用了三个方法:实验方法、数学方法和思想实验方法。
在其后的200中,自然科学迅猛发展,涌现出了许许多多物理学巨匠,当人类进入20世纪时,思想实验的方法突然被频繁的运用起来。
爱因斯坦创立了相对论,当人们离开伽利略的船舱来到爱因斯坦的火车上时,关于尺缩效应、关于同时的相对性、关于只有在高速世界里才可能发生的奇妙景象,被爱因斯坦用思想实验论述得合情合理。
波尔和爱因斯坦关于量子的概率进行争论时,他们用思想实验进行辩论,让人类看到世界上第一流的科学巨匠是怎样畅游在理念的世界里。
当今人们建立了大爆炸宇宙模型,当代理论物理学家霍金站在人们面前演讲的时候,谈到世界是十维的,并说了一句意味深长的话:我们看到的世界就是火光照在洞壁上的影子啊!
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。
伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空隙,伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。
伽利略当之无愧的成为近代物理之父——爱因斯坦
伽利略时代之前,除了偶然发现所带来的发明之外,需要常常在发明之先;伽利略之后,我们看见了为了追求纯粹的知识而进行的科学研究,开始走在实际的应用与发明的前面,并且启发了实际的应用和发明,发明出现之后,又为科学研究与工业发展开辟了新的领域。
—— W.C 丹皮尔(英国)
【课后训练】
1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展
A.亚里士多德
B.伽利略
C.牛顿
D.爱因斯坦
2.在学习物理知识的同时,还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程,判定下列哪个过程是伽利略的探究过程
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
3.某同学摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面,苹果先着地,下面说法中正确的是
A.苹果和树叶做的都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
C.苹果的运动可看成自由落体运动,树叶的运动不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶会同时落地
4.甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球,结果甲同学看到
两球不是同时落地的.他分析了两球未能同时落地的原因.你认为他的下列分析哪些是正确的
A.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力小
B.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力大
C.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是实心球,重力远大于阻力
D.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是空心球,阻力与重力比,差别较小
5.伽利略用实验验证v∝t的最大困难是
A.不能很准确地测定下落的距离
B.不能测出下落物体的瞬时速度
C.当时没有测量时间的仪器
D.当时没有记录落体运动的数码相机
6.在伽利略的时代,技术不发达,无法直接测量自由落体的瞬时速度,伽利略
采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力.伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下(如
图所示),得出结论:铜球在斜面上做____________运动,进一步科学推理得出结论:
自由落体运动是一种_______________运动,并且所有落体在自由下落时的加速度都
________(填“相同”或“不同”).。