高中物理知识点:伽利略对自由落体运动的研究
◎ 伽利略对自由落体运动的研究的定义

亚里士多德和伽利略对自由落体运动的研究:

       古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。
        直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略通过“比萨斜塔试验”,用事实证明,轻重不同的物体,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例,为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。

伽利略的科学研究方法:

提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。

◎ 伽利略对自由落体运动的研究的知识扩展
1、两位科学家:
        古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。
        直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略通过“比萨斜塔试验”,用事实证明,轻重不同的物体,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例,为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。
2、伽利略的科学研究方法:
提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。
◎ 伽利略对自由落体运动的研究的特性

伽利略的探索之路:

知识=观察+实验+思考

1、大胆的猜测:下落物体的速度是随时间均匀增加的,即,则测瞬时速度V与时间t成正比

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)
则测下落的高度与时间t2成正比

2、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

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。

困难二: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?

3、合理外推:随着θ的增大,的数值在增大。当θ=90°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。

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。

思考:

科学思想方法程序是:对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑(包括数学)得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广→……

其核心是:把实验和逻辑和谐地结合起来。

 

 

◎ 伽利略对自由落体运动的研究的教学目标
1、通过历史回顾,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
2、了解伽利略的实验研究过程,认识伽利略有关实验的科学思想和方法,培养学生探求知识的能力。
◎ 伽利略对自由落体运动的研究的考试要求
能力要求:了解
课时要求:30
考试频率:常考
分值比重:4
◎ 伽利略对自由落体运动的研究的所有试题
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