伽利略對自落體運動的研究(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……恩格斯稱他是“最博學(xué)的人”。他的名言：“吾愛吾師，吾更愛真理”。

Aristotle(亞里士多德)前384～前322歷史的回顧公元前4世紀(jì)，古希臘偉大的思想家、哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)與我們類似的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落快。即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位，且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗，這種論斷流傳了近2000年。

根據(jù)生活常識：重的物體往往比輕的物體先落地

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直接得出結(jié)論物體下落的快慢由它們的重量決定“重快輕慢”觀點這個觀點正確嗎？重的快！一樣快！跨越時空的對話亞里士多德(Aristotle，前384—前322)伽利略(GalileoGalilei，1564—1642)伽利略·伽利萊GalileoGalilei（1564—1642）

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v1=8v2=4v12>84<v12<8邏輯的力量（歸繆法）伽利略用“歸繆法”否定了亞里士多德“重快輕慢”的論斷，伽利略認為：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快。傳說中的比薩斜塔實驗16世紀(jì)，意大利的科學(xué)家伽利略用佯(歸)謬的方法巧妙地推翻了這種觀點。（并在比薩斜塔用實驗證明了這種觀點）

在意大利的比薩斜塔上，伽利略做了著名的兩個球同時落體的實驗。兩個輕重不同的小球同時落地的聲音，是那樣的清脆美妙，又是那樣的振聾發(fā)聵！它動搖了人們頭腦中的舊觀念，開創(chuàng)了實驗和科學(xué)推理之先河，將近代物理以致近代科學(xué)推上了歷史的舞臺。伽利略的分析（物體的受力情況）

空氣中紙片下落空氣中重物下落真空中重物下落f空氣阻力f空氣阻力空氣阻力f為零G重力G重力G重力1.觀察現(xiàn)象,提出問題(問題)：既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點后，就開始研究落體運動的性質(zhì)。伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）1.自然界是簡單的，自然界的規(guī)律也是簡單的。2.落體運動一定是一種最簡單的變速運動。3.它的速度應(yīng)該是均勻變化的。伽利略隨時間均勻變？隨位移均勻變？伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）2.

猜想與假設(shè)伽利略大膽的猜測：下落物體的速度是隨時間均勻增加的，即則：測瞬時速度V與時間t成正比伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）3.

數(shù)學(xué)推理（運用邏輯得到推論）t1x1t1x2t1x33x15x1困難一

速度無法直接測量

突破：為解決測量速度的困難，伽利略尋求間接驗證的途徑即：測下落的高度與時間t2成正比伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）推理困難二物體下落很快，很難測定不同位移的時間（思維）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計了著名的“沖淡重力”（減小加速度）的斜面實驗。

4.實驗驗證

—設(shè)計實驗“沖淡重力”伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）伽利略設(shè)計的斜面4.實驗驗證：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表示為：

實驗結(jié)論：1.小球沿斜面的運動是勻加速直線運動；2.同斜面，不同小球，加速度相同；3.斜面傾斜角越大，小球加速度越大。不同小球加速度仍相同，只是這個常數(shù)（加速度）的數(shù)值隨著θ的增大而增大。時間單位12345678距離單位32130298526824119216002104滴水計時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5.合理外推

困難三、伽利略用斜面實驗驗證了后，怎樣說明落體運動也符合這個規(guī)律？合理外推：隨著傾角的增大，（加速度）的數(shù)值增大。傾角很大，接近落體運動，當(dāng)θ=900時，就是自由落體運動！這時的數(shù)值（加速度）最大。且所有物體下落時的加速度都是一樣的！伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）至此，他終于成功地驗證了原來的猜想，不但否定了亞里士多德的錯誤論斷，而且得到了物體下落的規(guī)律。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。

伽利略的探索之路：（問題-猜想-數(shù)學(xué)推理-實驗驗證-合理外推-得出結(jié)論）6.得出結(jié)論7.修正和推廣伽利略在《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”？推廣：如果完全排除空氣阻力，那么，所有物體下落都將一樣快。

為了紀(jì)念伽利略的偉大貢獻，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記錄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球幾乎同時以同一速度落地?，F(xiàn)代科學(xué)驗證觀察現(xiàn)象提出假設(shè)運用邏輯(數(shù)學(xué))得出推論實驗驗證修正推廣科學(xué)研究過程的基本要素總結(jié).伽利略的科學(xué)方法落體運動?v∝tx∝t2小球在斜面上運動實驗外推至落體運動小結(jié)一.綿延兩千年的錯誤亞里士多德是世界歷史上了不起的大人物，在科學(xué)界有很大的貢獻，他對自由落體運動的認識代表了人類對自由落體運動的初步探究，我們應(yīng)當(dāng)這樣看待亞里士多德的觀點：

第一，是人類邁出的第一步，有很大的進步性；第二，是錯誤的；第三，統(tǒng)治了兩千年。二.伽利略的探究過程伽利略科學(xué)思想方法的核心：把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來。伽利略的成功，不僅找到了落體運動的規(guī)律，