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伽利略对自由落体运动的研究
公元前4世纪的古希腊哲学家
——亚里士多德
物体下落的快慢由物体的重量决定,物体越重下落的越快。
意大利物理学家、天文学家
——伽利略
物体下落过程中的运动状况与物体的质量无关。
如果是你怎
么去证明?
逻辑的力量
(1)问题:伽利略是如何论证亚里士多德的观点是错误的?
猜想与假说
(1)伽利略研究落体运动首先应解决什么问题?(不仅是落体快慢问题,还涉及怎么证明的问题)
(3)用什么形式来描述物体速度变化的“均匀”呢?(数学论证)
(2)伽利略作了如何的猜想?
实验验证
伽利略碰到了什么困难?
如何解决的?
设计了出名的“冲淡重力”的斜面实验
伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中统计的一组实验数据
成果表达为:
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
1
2
3
4
5
6
7
8
距离单位
32
130
298
526
824
1192
1600
2104
实验验证
怎么样由斜面实验成果阐明落体运动也符合这个规律呢?
合理外推
当斜面倾角增大到90°,小球就开始做自由落体运动
对假说进行修正和推广(得到结论)
伽利略根据实验成果出发,认为在初速度为0的匀加速直线运动中,通过的位移正比于时间的平方,即=恒量,而恒量的数值随着斜面倾角增大而增大。
当斜面倾角增大到90°,即斜面与地面垂直时,小球将自由下落,成为自由落体。此时=恒量的关系仍成立,此时比值为最大。自由落体是一种特殊的匀变速直线运动。
问题,猜想,逻辑推论,实验论证
得到结论并推广
伽利略的研究思路
伽利略对自由落体运动
的研究重要性,体现在哪里?
(1)为运动学建立了平均速度,速度,
加速度等概念
(2)建立乐物理实验的研究路线
(3)将物理过程抽象到思维分析的层次,
并启示了思维的力量
(4)提供了物理抽象的思路
(保存了某些,无视了某些)
(6)…………
(5)提出问题比解决问题重要
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