1、基本要求1.了解伽利略研究落体运动的思路和方法。2.知道伽利略在力学上的主要贡献。3.认识伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法。发展要求初步领会提出假设、数学推理、实验验证和合理外推的科学研究方法。说明 不要求掌握伽利略对自由落体进行实验研究的具体细节。第六节 伽利略对自由落体运动的研究他是谁?他的全部作品有47部留存。他的著作包括天文学、动物学、地理学、地质学、物理学、解剖学、生理学、伦理学、心理学、经济学、政治学、修辞学、美学。黑格尔:他是历史上最多才、最渊博的科学天才之一,他是一个在历史上无与伦比的人 亚里士多德名言:吾爱吾师,吾更爱真理马克思、恩格斯:古希腊著名的思想家和哲学
2、家在西方被称为最博学的人古代最伟大的思想家生活常识:重的物体往往比轻的物体先落地这个观点正确吗？亚里士多德:物体下落的快慢由它们的重量决定。思考:亚里士多德为什么会有错误的认识呢?为什么这个错误被延续了两千多年?一 绵延两千年的错误研究方法:观察思考(直觉)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v128v1=8v2=44v128二 逻辑的力量论证了亚里士多德的错误观点:重物比轻物下落得快正确结论:重物与轻物下落得同样快!伽利略运用逻辑推理的方法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)伽利略在研究落体运动过程中首先遇到了
3、什么困难?伽利略作出了大胆的科学猜想,猜想的内容是什么?没有描述运动的概念三 猜想与假说自然界是简单的,自然界的规律也是简单的。物体下落速度是均匀变化的伽利略随时间均匀变?随位移均匀变?爱因斯坦有一句很著名的话:提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题有时仅仅是一个数学上或实验上的技巧,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的相像力,而且标志着科学上真正进步。伽利略比他的前人更伟大,就在于他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法。在他之前,学者们总是通过思辨性的论战来决定谁是谁非。思考: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?四实验验证困
4、难一:速度无法直接测量突破间接验证tv 若v00,且必有00 vt1x1t1x2t1x33x15x12xt困难二:落体运动时间太短,无法准确测量突破冲淡重力,使其加速度减小四 实验验证伽利略的实验设计冲淡重力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实验器材、过程实验结论:_小球做匀加速运动同斜面,质量不同,加速度相同四 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。四 实验验证合理外推 质量不同小球同一斜面下落,加速度相同 增大斜面倾角,加速度变大 倾角很大,接近落体运动 倾角900,就是自由落体运动！后人在用伽利略的器材重
5、复他的实验时发现:铜球沿斜面滚下,如果斜面倾角超过5就很难准确计时。伽利略把他的结论外推至90是需要很大勇气的。后来,他的外推被实验证实了。合理外推结 论自由落体运动是v00的匀加速直线运动,且所有物体下落的加速度都相同。五 伽利略的科学方法观察现象提出假设运用逻辑得出推论实验验证修正推广科学研究过程的基本要素超越伽利略 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、用打点计时器 2、用频闪照片 3、用光电计时器(测速计等)为了纪念伽利略的伟大贡献,1993年4月8日,来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上44 m高处同时静止释放,用精密电子仪器和摄像机记录,结果发现所有小球落地。对伽利略的审判
