2.6伽利略对自由落体运动的研究(重走大师之路体验科学方法) 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？思考:为什么这个错误被延续了两千多年？千年的错误研究方法：观察——思考（直觉） 伽利略伽利略物理学家、天文学家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 德国著名物理学家玻恩说：“我荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我所发表的著作里包括了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现.”伽利略已死去三百多年,他所发现的自由落体规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小,但他研究问题所创造的一套科学方法,却不断为后人所继承、发扬,创造了比自由落体规律高出千百倍的财富。 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V12＞8V1=8V2=44<V12<8? 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） 思考：伽利略在研究落体运动过程中首先遇到了什么困难？思考：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 三猜想与假说伽利略随时间均匀变？随位移均匀变？物体下落速度是均匀变化的。 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？ 四实验验证困难一：速度无法直接测量突破：间接验证若v0＝0,且必有t1x1t1x2t1x33x15x12txµ 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 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：①_____________________②___________________________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！ 思考：为什么说伽利略把他的结论外推到900需要很大的勇气？单纯的逻辑推理和对有限事实的归纳都不会导致新的发现；科学发现中最活跃的因素是猜想、假设与直觉。因为这个原因，对于新发现的规律不能有百分之百的把握。 修正伽利略在《两种新科学的对话》中提到：“重球与轻球在落地时相差两指的宽度”如何理解这“两指宽”？ 结论自由落体运动是:v0＝0的匀加速直线运动，且所有物体下落的加速度都相同。 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）