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第二章勻變速直線運動的研究 2 6伽利略對自由落體運動的研究 重走大師之路體驗科學(xué)方法 他是誰 他的全部作品有47部留存 他的著作包括天文學(xué) 動物學(xué) 地理學(xué) 地質(zhì)學(xué) 物理學(xué) 解剖學(xué) 生理學(xué) 倫理學(xué) 心理學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué) 政治學(xué) 修辭學(xué) 美學(xué) 黑格爾 他是歷史上最多才 最淵博的科學(xué)天才之一 他是一個在歷史上無與倫比的人 亞里士多德 名言 吾愛吾師 吾更愛真理 馬克思 恩格斯 古希臘著名的思想家和哲學(xué)家在西方被稱為 最博學(xué)的人 古代最偉大的思想家 生活常識 重的物體往往比輕的物體先落地 這個觀點正確嗎 亞里士多德 物體下落的快慢由它們的重量決定 思考 亞里士多德為什么會有錯誤的認(rèn)識呢 思考 為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年 一綿延兩千年的錯誤 研究方法 觀察 思考 直覺 伽利略 伽利略物理學(xué)家 天文學(xué)家 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法 是人類思想史上最偉大的成就之一 而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端 愛因斯坦 伽利略已去世三百多年 他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學(xué)知識的長河中所占比例愈來愈小 但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學(xué)方法 卻不斷為后人所繼承 發(fā)揚 創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富 思考 伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的 假設(shè) 重的物體下落得快 V12 8 V1 8 V2 4 4 V12 8 二邏輯的力量 論證了亞里士多德的錯誤觀點 重物比輕物下落得快 正確結(jié)論 重物與輕物下落得同樣快 伽利略運用邏輯推理的方法 世界著名的比薩斜塔實驗證明 物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān) 研究方法 觀察 邏輯推理 實驗 對比實驗 思考 伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難 思考 伽利略作出了大膽的科學(xué)猜想 猜想的內(nèi)容是什么 沒有描述運動快慢速度的概念 三猜想與假說 自然界是簡單的 自然界的規(guī)律也是簡單的 物體下落速度是均勻變化的 伽利略 三猜想與假說 伽利略 隨時間均勻變 隨位移均勻變 物體下落速度是均勻變化的 思考 伽利略在實驗過程中遇到了怎樣的困難 他又是怎樣克服的 四實驗驗證 困難一 速度無法直接測量突破 間接驗證 若v0 0 且 必有 3x1 5x1 困難二 落體運動時間太短 無法準(zhǔn)確測量突破 沖淡 重力 使其加速度減小 四實驗驗證 伽利略的實驗設(shè)計 沖淡重力 懷疑者在翻閱亞里士多德的書籍 助手利用自己的脈搏測時間 伽利略 一些貴族 實驗器材 過程實驗結(jié)論 小球做勻加速運動 同斜面 質(zhì)量不同 加速度相同 四實驗驗證 質(zhì)量不同 同斜面 加速度相同 增大斜面傾角 加速度變大 質(zhì)量不同 加速度仍相同 四實驗驗證 合理外推 質(zhì)量不同小球同一斜面下落 加速度相同 增大斜面傾角 加速度變大 傾角很大 接近落體運動 傾角900 就是自由落體運動 思考 為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到900需要很大的勇氣 單純的邏輯推理和對有限事實的歸納都不會導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn) 科學(xué)發(fā)現(xiàn)中最活躍的因素是猜想 假設(shè)與直覺 因為這個原因 對于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百分之百的把握 修正 伽利略在 兩種新科學(xué)的對話 中提到 重球與輕球在落地時相差兩指的寬度 如何理解這 兩指寬 結(jié)論 自由落體運動是 v0 0的勻加速直線運動 且所有物體下落的加速度都相同 五伽利略的科學(xué)方法 觀察現(xiàn)象 提出假設(shè) 運用邏輯得出推論 實驗驗證 修正推廣 科學(xué)研究過程的基本要素 超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來 沖淡重力 可以對落體運動精確地 計時 定位 直接研究落體運動的性質(zhì) 現(xiàn)代研究落體運動的方法 1 用打點計時器2 用頻閃照片3 用光電計時器 測速計等 十大最美麗物理實驗 對伽利略的審判 為了紀(jì)念伽利略的偉大貢獻(xiàn) 1993年4月8日 來自世界各地的科學(xué)家把木球 鋁球 塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時靜止釋放 用精密電子儀器和攝像機(jī)記錄 結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球落地 幾乎同時以同一速度 及時反饋 P45 4 討論 學(xué)完了這一課 你有什么想法 體會 啟發(fā)