聚焦：自由落体定律由谁发现_自由落体定律是谁提出的

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自由落体定律是谁发现的(自由落体定律是谁提出的)？知对知错？物理2017-10-12 09:00:40

(资料图)

人们对自由落体运动的研究早在2000年前的亚里士多德时代就开始了，但遗憾的是直到16世纪伽利略时代才清楚地认识到这一点。让我们通过教科书《时间穿越空回到16世纪，体验一下伽利略是如何研究自由落体运动的。有哪些可以借鉴的思路和方法？

公元前384年至前322年的西方“圣人”亚里士多德，是古希腊著名的科学家和哲学家。擅长理论思辨，才华横溢，是古代知识的集大成者。恩格斯称他为最博学的人。但是他犯了一个错误，这个错误影响了人类两千多年。这是关于下落运动的问题，具体来说就是“轻的和重的物体同时从同一高度落下，哪个先落地？”

实验1一张纸和一个粉笔头同时从同一高度落下。

实验:把纸揉成一团，然后从和粉笔头一样高的地方掉下来。

结论:几乎同时落地，物体下落速度与其重量无关。亚里士多德的观点:重物下落速度快。

问:一个像亚里士多德那样睿智博学的人，怎么会犯大错，而且错了将近两千年。为什么会犯错？有什么可怕的？

生:摔运动师空习惯了。确实发生重物掉得快，苹果树叶掉，苹果掉得快；而粉笔头同时落下，粉笔头迅速落下。圣人也有弱点。他擅长理论推测，从未做过实验。可怕的是盲从圣贤，而不是怀疑和禁锢人们的思想。

放映幻灯片:

我们永远不应该失去一颗怀疑的心。很可能在一些新的情况下，我们习惯的规则会出错。

不盲从权威，敢于怀疑，解放思想。

1.伽利略年轻时信仰亚里士多德。他是在什么情况下怀疑亚里士多德“重物下落快”的观点的？

回答:你们都知道伽利略观察教堂吊灯的故事。他喜欢观察和思考，用脉搏测量了吊灯摆动一次的时间。回去后做了很多实验，发现荡一次的时间和物体的重量没有关系。这时，他对亚里士多德“重物下落快”的观点产生了怀疑。

2.他提出了一个难题。这是什么？为了解决这个困境，他提出了什么观点？

回答:两块石头用绳子连在一起。因为整体重量大于任一块石头，根据亚里士多德的观点，其下落速度应该大于任一块石头单独下落的速度；另一方面，毕竟一根绳子连在一起的两块石头还是分开运动的。大石头移动快，小石头移动慢，所以大石头必然会被小石头“拖住”，使得整体移动速度不及大石头单独移动的速度。

用同一个观点分析同一个问题却得到两个完全矛盾的结论，说明亚里士多德的观点是错误的。

为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能:重的物体应该和轻的物体下落的速度一样快。

1.为了研究自由落体定律，伽利略准备通过实验来研究。之一个困难是什么？怎么解决？

答:那时候还没有描述运动所需的概念。他首先确立了速度和加速度等概念，这是伽利略对物理学的贡献之一。

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自然是简单的，所有的动作都以最简单的顺序运行。

伽利略

2.这是伽利略的信念，所以他猜测自由落体运动一定也是最简单的变速运动，而最简单的变速运动应该如何变化？

答:速度均匀变化。他考虑了两种可能性。一个是速度随时间均匀变化，一个是速度随位移均匀变化。

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伽利略比他的前辈们更伟大，因为他首先采用了通过实验来检验猜想和假设的科学方法。在他之前，学者们总是通过思辨的辩论来决定谁对谁错。

爱因斯坦:提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题有时只是一种数学或实验技能。然而，提出新的问题和新的可能性，从一个新的角度看待问题，需要创造性的想象力，它标志着科学的真正进步。

老师:所以有人说，猜测和提问是科学探究中最活跃的因素，它需要创造性的想象力。我的看法是，遇到问题要开心。这是你增长能力的大好机会，但是一定要把自己的问题描述清楚。有些学生做得很好。他们经常在练习本上说说自己的看法，然后请老师帮忙分析。

1.伽利略是如何排除其中一种可能性的？可以用数学图像解释一下吗？

回答:做一个V - X像，是一条穿过原点的直线，斜率的含义是时间的倒数。斜率不变，时间可变，所以速度和位移不成正比。

2.伽利略需要找到一种方法来证明速度与时间成正比。需要测量速度和时间。如何解决测速的问题？如何测量时间？

答:速度不好测，位移好测。如何转换成位移测量？从速度-时间图来看，x与时间的平方成正比。这个换算成测量位移x，当时是用滴水法测时间，铜锅滴水。

3.伽利略是如何解决测量时间的问题的？

答:由于伽利略时代的实验仪器无法精确测量一次快速下落所需的时间，他构思出通过在斜面上下落来“稀释重力”，通过延长斜面和控制斜面的倾斜角度来控制物体运动的速度和时间。经过多次实验发现，虽然斜面的倾斜度是不断变化的，但得到的结果有一个共同点:球行进的距离之比等于这些距离对应的时间间隔的平方之比。

幻灯片:转型是解决问题的重要策略。

问题4。斜面实验不是自由落体运动。你能解释自由落体运动定律吗？伽利略是怎么做到的？

答:球沿斜坡向下的运动不是下落运动。但伽利略合理地外推了上述结果。当倾角增大到90度时，实验结论应该还是成立的，是垂直下落运动。至此，伽利略完成了对自由落体的研究。)

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如果你有梦想，每个人都是伟大的；有勇气才会有奇迹。

“科学实验+合理推理”是一种科学的思维方法。爱因斯坦说，“伽利略的发现和他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开始。”

5.伽利略的逻辑和实验自然令人钦佩，但人们会困惑地问:为什么生活中重物经常快速下落？

A: 空空气阻力的作用。如果空的空气阻力完全消除，那么所有物体下落的速度都是一样的。1969年，人类首次成功登上月球。在一次登月中，宇航员R.Scort在月球上做了一次坠落实验，实验证明锤子和羽毛下落的速度一样快。)

放映幻灯片:

在科学研究中，知道忽略什么有时和知道重视什么一样重要。

老师:生活中不也是这样吗？你必须放弃才能得到一些东西。去浮躁，求稳重；放弃辛苦的汗水，获得成功的喜悦。