《伽利略对自由落体运动的研究》课件

逻辑的力量
▪ 16世纪，意大利的科学家 伽利略用佯谬的方法巧妙地 推翻了这种观点。
▪ （并在比萨斜塔用实验证明 了这种观点 ）
▪ （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。
vt
伽利略的探索之路（知识=观察+实验+思考）
s2 t22
s3 t32
常数
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θ的增大而增大。
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：随着的增大， t2 的数值在增大。当θ=900时，即
物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
介绍一本好书
ຫໍສະໝຸດ Baidu题研究
▪ 1.阅读教材P39的阅读材料： 《伽利略对自由落体运动的研究》
2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家，但 他在物理方面的结论，如重快轻慢、物体的运动 需要力来维持，却是错误的。这是为什么？
请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和 伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科 学观念、方法、态度等方面的调查。
▪ （思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设 计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。
知识
观察
实验
思考
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 1
2
3
4
5
6
7
8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
结果表示为：
s1 t12
▪ 至此，他终于成功地验证了原先的猜想，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。
▪ 分析：伽利略的成功，不仅在与找到了落体 运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物 理学的研究之路。
▪ 现在我们已经有足够的设备准确的验证落体 运动规律
超越伽利略
▪ 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，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。
伽利略对自由落体运动的研究
分析物体的（受力情况）
f空气阻力
f空气阻力 空气阻力f为零
真空中重物下落 空气中重物下落 空气中纸片下落
G重力
G重力
G重力
历史的回顾
▪ 亚里士多德通过对大量的 物体自由下落的观察，直 接得出结论：重的物体比 轻的物体下落的快，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 论断流传了近2000年。
▪ 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）
▪ 人们采用先进的实验手段测得： ▪ 一切物体的自由落体的加速度都相同，这个
加速度叫重力加速度，用g表示。通常的计 算，g值取9.8m/s2
实际意义 ：
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时， 即f<<G时。从静止开始的竖直下落运动，可以 按自由落体运动处理。
▪ 大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀 增加的，即
V t
▪ 则：测瞬时速度V与时间t成正比
知识
观察
实验
思考
困难一 瞬时速度无法准确测量
▪ 为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的 途径（思维的作用）
V t
v s t
S t2
▪ 则：测下落的高度与时间t2成正比
冲淡重力
▪ 困难二 物体下落很快，很难测定不同位移 的时间