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1、古希腊最博学的人,古希腊最博学的人、伟大的思想家、哲学家、科学家、形式逻辑学的创始人亚里士多德,“我爱我师,我更爱真理”,“不了解运动就不了解自然”,寻着历史足迹研究：一种最常见的、几千年才认清的、一种自然加速运动。这个研究对于：运动学概念的建立、物理学方法的形成、科学观念的提升 有着重要价值！,落体运动,问：最早研究落体运动的学者是谁吗？,一亚里士多德对落体运动的认识,问：同学们知道亚里士多德的落体运动观念吗？,大家同意他的观点吗？,伟大的思想家亚里士多德的落体观念是怎样得出的呢？,物体越重下落越快,1亚里士多德的落体观念是怎样得出的？,直觉经验：自然界中的四元素火、气、水、土的分布有一定层
2、次，火与气自发向上运动，水与土自发向下运动。,归纳前提：四元素均各有其自然位置，火在最上、气次之、水再次之，土在最下。火、气、水、土四元素按其自然本性趋向其自然位置。,演绎结论：物体越重，则趋向其自然位置的倾向就越强，下落的速度就越快，所以重物自由下落的速度与其重量成正比。这就是著名的亚里士多德的落体观念。,2.亚里士多德研究落体运动的方法,3.亚里士多德研究方法的局限：,（1）从直觉经验出发归纳出前提而直觉经验有时不一定可靠，经验直觉可能掩盖事实真相。,（2）没有把理性思维与实验检验相结合，不注意用实验进行检验理性思维结果。（由于当时的实验条件的限制，客观上也造成了这样的现实。）,问题：难道
3、亚里士多德不知他的落体观念是在有阻力的环境下得出的吗？,这一点亚里士多德是知道的。,亚里士多德认为，由于介质的阻力，下落的速度应当变小。但是亚里士多德并没有做出进一步的推断：在没有任何介质阻力的真空，所有物体将以同样的速度下落。因为亚里士多德认为不存在真空,问题：亚里士多德的落体观念延用了近两千年的时间，为什么能够延用这么长的时间呢？,迷信权威、宗教干预,亚里士多德的很多话都富有哲理、他的很多观点与基督教的教义一致，亚里士多德不幸地被奉做了神明,只有解放思想，科学才能进步！,二伽利略（1564-1642）对落体运动的研究,（一）伽利略对亚里士多德落体观念的大胆怀疑,亚里士多德有这样的观点：“从
4、100肘高处下落的100磅重的铁球，比从1肘高处下落的1磅重的铁球先落到地面”。,这怎么可能呢？这个观点引起了伽利略的怀疑,（二）对亚里士多德落体观念驳斥 科学思辨理想实验,1638年，伽利略在他的两门新科学一书中设计了一个“落体佯谬”的理想实验，来否定亚里士多德的落体运动观点。,10V20,V20,发现亚里士多德理论的内部矛盾,怎样解决矛盾？,（三）问题:当时的条件下，伽利略是怎样知道轻重不同的物体在真空里的下落情况呢？,他设想了一个理想实验,速度差别随介质的密度减小而减小物体在真空里下落同样快。,他在两门新科学中写到：“鉴于这点，我认为如果完全排除空气阻力，所有物体将下落得同样快。”,今天
5、的实验证明：在真空中不同物体自由下落的速度都一样。,（1）牛顿管实验,（2）真空环境下落体闪光照片,（3）月球上的落体实验,结论：在真空中不同物体自由下落的速度都一样,把初速度为零，只受重力的落体运动叫自由落体运动,问题：自由落体下落的速度越来越快，下落速度是与下落的距离成正比还是与下落的时间成正比？,请同学们猜想一下那种可能性比较大？,（四）伽利略对落体性质的研究,伽利略很快发现：如果假设“下落速度与下落的距离成正比，即v=kh”，这个假设会导致谬误,1.合理的假设：在下落过程中物体得到的速度与下落的时间成正比，v=at,2.问题：如何检验自由落体的速度随时间均匀增加,V=at？请同学们思考
6、,在伽利略年代技术上的困难：没有直接测量瞬时速度的仪器，甚至连一座记录快速运动的好钟都没有.,3.转换问题：,伽利略给出了转换问题的思路：根据某一假设所得到的推论如果严格符合实验结果，该假设的真实性便得到了确证。,由验证V=at,转换为验证,新的问题：直接针对自由落体来验证 还是很困难，需要进一步转换问题，怎样转换？,（1）“冲淡重力”、“减缓”自由落体运动,（2）光滑斜面、光滑黄铜球 减小阻力所占重力的比例,实验的结果：(1)当斜面倾角一定时，下落的距离x与所用的时间t的平方之比:x/t2为一常数；(2)当斜面的倾角改变时，比值也随之改变，但规律的形式不变。,进而证明：在斜面上的运动V正比与
7、t,问题：物体在斜面上是匀加速直线运动，怎样推断自由落体的运动性质呢？,自由落体是匀加速直线运动。,合理外推,遗憾的是:虽然伽利略明确得出了自由落体是匀加速直线运动的结论。但没有给出落体的加速度的任何观测数据。,下面把这个任务交给同学们,三.我们的研究:用打点计时器研究自由落体运动,目的：判断是否为匀加速运动 求下落加速度,据X2-X1=X3-X2=X4-X3=X?判断是否为匀加速运动？,结论：,自由落体运动是V0=0的匀加速直线运动，a=9.8m/s2,物体只受重力作用下的加速度叫做重力加速度，用符号g表示,同一地区，不同重量物体下落的加速度都相同；不同地区的重力加速度略微不同.,一般取值为
8、g=9.8m/s2.近似取g=10m/s2,历史上：比较精确的自由落体加速度的数值是在1673年惠更斯对单摆的研究中得到的g=9.8m/s2,自由落体的运动规律,v0=0、a=g（取向下为正）,问：经过时间t下落的速度Vt？,vt=gt,下落的距离x=?,遵从匀加速的直线运动规律,规律的应用用刻度尺估测自己的反应时间,(g取10m/s2),h=0.10m,t=0.14s,h=0.20m,h=0.30m,h=0.40m,t=0.20s,t=0.25s,t=0.28s,四.反思与收获,知识、方法、思想观念？,知识方面,自由落体的运动a与重量无关,重力加速度概念（历史上：加速度概念的提出，来自于伽利
9、略对落体运动的研究）,自由落体的运动性质、规律,方法方面,伽利略的研究方法的精髓？,伽利略研究自由落体运动的方法,（1）观察现象、对错误观点提出怀疑（2）科学思辨、理想实验、提出假设 自由下落物体速度与轻重无关，且vt,（3）数学推理（匀变速数学关系）：（4）实验验证、合理外推（将斜面立直）,V=at,伽利略研究方法的精髓？,理性思维与实验相结合,伽利略研究方法的价值,伽利略在两门新科学写到：“我们可以说，大门已经向新方法打开，这种将带来大量奇妙成果的新方法，在未来年代里会博得许多人的重视。”,爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所用的科学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
10、开端。”,后人称伽利略为近代物理学之父,许多人经常把伽利略做这样的描述：他站在比萨斜塔上的顶上同时释放轻重不同球，去证明它们同时落地。这个传说后来被严谨的科学考证否定了。另外，用这个传说来评价伽利略对落体运动研究的贡献也是不公平的。,思想观念上的收获,伽利略对亚里士多德的评价：“老实说，我赞赏亚里士多德的著作，并精心地加以研究。我只是责备那些使自己完全沦为他的奴隶的人，变得不管他讲什么都盲目地赞成，并把他的话一律当作丝毫不能违抗的圣旨一样，而不深究其它任何依据。”,科学需要有怀疑的态度！,科学需要有坚持真理的勇气！,伽利略一生与传统的错误观念进行了不屈不挠的斗争，由于他的科学主张违反了基督教教
11、义，1633年被罗马宗教判刑入狱。时隔346年，于1979年罗马教廷才多余地为他“恢复名誉”。伽利略坚持真理的勇气值得我们学习！,科学需要有探究的精神！,作业：1.查询亚里士多德、伽利略的生平事迹2.完成篇子的练习及实验报告册）33页相应的作业.,自由落体运动条件：V0=0,只受重力性质：匀加速直线运动 a=g重力加速度规律：vt=gt x=gt2/2,方法：理性思维与实验相结合观念：怀疑的态度探究的精神坚持真理勇气,板书,问题：如何检验自由落体的速度随时间均匀增加,V=at？请同学们思考讨论提出方案,方案1：测不同时刻的速度，速度是否与下落时间是否成正比？,方案2：据，看下落高度是否与时间的平方成正比？,方案3：据，看速度的平方是否正比与下落高度,
