伽利略对自由落体运动的研究ppt

落体运动是司空见惯的，最早研究运动问题的大概要算古希腊学者亚里士多德了。飞鸥网亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。是柏拉图的学生，亚历山大的老师。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的黑格尔。历史的回顾•亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：•观点：物体越重，下落越快方法：观察+直觉•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。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。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测，以及支持哥白尼的日心说。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。”伽利略1564年-1642年伽利略对亚里士多德的挑战•16世纪末，意大利物理学家伽利略对亚里士多德论断提出了疑问。他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此做出了评论，并对落体运动进行了系统研究。•让我们跟随伽利略的思路一起来探究！重的快！一样快！跨越时空的对话亚里士多德(Aristotle，前384—322)伽利略(GalileoGalilei，1564—1642)逻辑的力量v1=8v2=4v1284v128伽利略认为：重物与轻物应该下落得同样快。飞鸥网传说中的比萨斜塔实验模拟比萨斜塔实验那么自由落体运动有什么样的规律呢？飞鸥网猜想与假设伽利略相信：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。2、v∝x假设：1、v∝t推导出十分复杂的结论困难一：瞬时速度无法直接测量：若初速v0=0，v∝tx∝t2间接验证实验验证困难二：落体运动时间太快无法准确测量时间为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验实验验证怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍助手利用自己的脉搏测时间伽利略一些贵族伽利略斜面实验模拟伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，在伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：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。时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104常数222211tsts实验验证小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。且斜面倾斜角越大，小球加速度越大。“冲淡重力”实验结论合理外推如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！修正和推广如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。——伽利略伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了落体运动的规律。伽利略的科学方法落体运动?v∝tx∝t2小球在斜面上运动实验忽略空气阻力对现象的一般观察提出猜想逻辑(数学)得出推论通过实验对推论验证修正推广伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。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。——爱因斯坦伽利略科学方法逐差法①判断运动情况间距相等匀速直线运动间距成等差数列匀变速②求瞬时速度③求加速度V-t图像求斜率Δs=aT2纸带问题综合非匀变速是近似匀变速是精确超越伽利略现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，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实验设计：伽利略斜面实验铜壶漏滴怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍助手利用自己的脉搏测时间一些贵族伽利略斜面实验数据手稿伽利略实验验证伽利略的科学方法