2.5伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,伽利略時(shí)代的社會(huì)背景落體運(yùn)動(dòng)司空見怪，在日常生活中，我們所見到的基本上都是這樣的情景：重的物體下落總是比較快。比如：樹上的一塊石頭和一片樹葉同時(shí)從某一高度掉下來(lái)，一定是石頭先落地。古希臘的學(xué)者們認(rèn)為，物體下落的快慢是由它們的重量決定的，物體越重，下落得越快。生活在公元前四世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述了這種看法.由于亞里士多德在各方面的突出成就，在其后兩千多年的時(shí)間里，人們一直信奉他的學(xué)說(shuō)，將他的觀點(diǎn)奉為經(jīng)典，當(dāng)時(shí)的教科書上這樣寫，眾多學(xué)者也認(rèn)同.雖然也有人表示懷疑，但教會(huì)利用他的結(jié)論，進(jìn)行神化處理，所以大家都不敢對(duì)這一觀點(diǎn)發(fā)出公開的質(zhì)疑。直到文藝復(fù)興時(shí)期，才由伽利略通過(guò)推理的方法研究下落運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并發(fā)表。之后伽利略也由于他的著作而受到教會(huì)的迫害，被判處終身監(jiān)禁，著作也被列為禁書。,1、運(yùn)用邏輯推理方法，使亞里士多德的結(jié)論陷入矛盾之中。,伽利略首先假定亞里士多德的說(shuō)法是正確的，那么大石塊應(yīng)該比小石塊速度大，假設(shè)大石塊的速度是8，小石塊的速度是4，如果把兩個(gè)石塊綁在一起看成一個(gè)整體，那么可以得出的結(jié)論是：兩塊石頭下落比單獨(dú)一塊大石頭快。因?yàn)閮蓧K石頭的重量之和肯定大于單獨(dú)一塊大石頭的重量，也即兩塊石頭一起下落時(shí)的速度應(yīng)該大于8。,用繩子連在一起的兩塊石頭畢竟仍是分開運(yùn)動(dòng)的，大石頭運(yùn)動(dòng)得快，小石頭運(yùn)動(dòng)得慢，大石頭必然會(huì)被小石頭“拖后腿”，使總體的運(yùn)動(dòng)速度小于大石頭單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的速度，也即大石頭的運(yùn)動(dòng)速度將會(huì)小于8。,完全矛盾,伽利略認(rèn)為,只有一種可能:輕物與重物下落一樣快,2、建立概念，提出猜想和假設(shè),（2）猜想和假設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。物體的速度應(yīng)該是均勻變化的。,什么是速度的均勻變化呢?,（1）建立平均速度、瞬時(shí)速度、加速度概等念,3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,（1）、數(shù)學(xué)推理：Vt，如果V0=0，,則Xt2,物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的速度很快，在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下，是很難測(cè)量其時(shí)間，有什么方法可以使物體的速度可以慢一點(diǎn)又能研究勻變建直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?,（2）測(cè)量時(shí)間困難如何解決？,讓小球在傾斜的軌道上滾下傾角不要太大(沖淡重力)當(dāng)時(shí)伽利略就是用這個(gè)方法他設(shè)計(jì)一個(gè)斜面實(shí)驗(yàn)，使物體的運(yùn)動(dòng)速度變慢，解決了測(cè)量的難題伽利略在一塊木板上刻出一道直槽，槽內(nèi)貼上羊皮紙使之平滑，用自制的水鐘測(cè)量時(shí)間，探究一個(gè)光滑黃銅小球沿傾斜直槽滑下時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況,伽利略根據(jù)斜面結(jié)果出發(fā)，認(rèn)為在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過(guò)的距離正比于時(shí)間的平方，即X/t2=恒量，恒量的數(shù)值隨著斜面傾角增大而增大當(dāng)斜面傾角增大到90，即斜面與地面垂直時(shí)，小球?qū)⒆杂上侣洌蔀樽杂陕潴w，xt2的關(guān)系仍然成立，此時(shí)x/t2的比值為最大，這時(shí)小球仍然會(huì)保持勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)伽利略將實(shí)驗(yàn)與邏輯思維相聯(lián)系進(jìn)行科學(xué)研究的思想，開辟了一條科學(xué)研究之路,4、合理外推,伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究,1。提出假說(shuō)：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，通過(guò)的位移與時(shí)間的平方成正比。xt2,3。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：“放慢了的落體運(yùn)動(dòng)”斜面實(shí)驗(yàn),4。合理外推：斜面傾角增大到900時(shí)，物體成為自由落體，小球仍保持勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),小球沿光滑斜面，從靜止開始的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。所有物體運(yùn)動(dòng)都相同,v=gt