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2.6伽利略对自由落体运动的研究.ppt


§2.6 伽利略对自由落体运动的研究 ?他 是 谁? 亚里士多德(Aristotle ): 古希腊学者,前384~前322。 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。 恩格斯称他是“最博学的人”。 名言:“吾爱吾师,吾更爱真理” 亚里士多德 前384~前322 生活中的现象 我滴…还是重 的物体下落的快! 跨越时空的对话 重的快! 亚里士多德 前384~前322 一样快!你错 了两千年了! 伽利略 1564—1642 逻辑的力量 v2=4 v1=8 4<V1-2<8 V1-2>8 这不合逻辑啊!所 以,重物与轻物应 该下落得同样快! 伽利略 1564—1642 ? 猜 想 与 假 说 随时间均匀变? 随位移均匀变? 自然界是简单的,自然 界的规律也是简单的。速度 应该是均匀变化的。 ——伽利略 伽利略 1564—1642 ? 实 验 验 证 如果你们是伽利略的话,你们准备用什么 仪器来验证物体自由落体的瞬时速度和时间 的正比关系? 利用打点计时器 频闪相片 高速摄影机 我滴…现在没这些 技术呀,怎搞啊? 伽利略 1564—1642 ? 实 验 验 证 速度无法直接测量突破: 间接验证 v0=0, 如果 又因 必有: v?t t x = v· 2 x?t 木有办法,我真滴 太佩服自己了! 伽利略 1564—1642 ? 实 验 验 证 落体运动时间太快,无法准确测量突破 解决办法:“冲淡”重力,使其加速度减小 一切就绪! 开始动手! 伽利略 1564—1642 伽利略 一些贵族 助手利用自己 的脉搏测时间 怀疑者在翻阅 亚里士多德的 书籍 ? 现 代 实 验 倾角小 倾角大 ? 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90°,就是自由落体运动! ? 结 论 如果完全排除空气阻力,那 么,所有物体下落都将一快。 伽利略的科学方法 外推至 落体运动 科学结论 对假说修 正和推广 x∝ t 2 对推论进行 实验验证 逻辑(数学) 得出推论 落体 运动 提出假设 小球在斜面 上运动实验 对现象的 一般观察 v∝ t 伽利略科学思想的成就 伽利略科学思想方法的核心: 把实验和逻辑推理(包括数学推演) 和谐地结合起来。 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 第二章四个基本公式和几个重要推论 四个基本公式 1、速度公式: 1 2 2、位移公式: x = v0 t ? at 2 2 2 3、位移与速度关系: v ? v0 = 2ax 1 x 4、平均速度: v = (v0 ? v ) = 2 t v=v0+at 二、重要的推论: 推论1、在连续相等的时间T内的位移之差为一定值,即△x=aT2 (推论1又称匀变速直线运动的判别式) 推证:设初速度为VO、加速度为a做匀加速直线运动 1 2 x = v T ? aT 自计时起T内的位移: Ⅰ 0 2 1 3 2 2 aT 在第二个T内的位移: xⅡ = v0 ? 2T ? a?2T ? ? x Ⅰ = v0T ? 2 2 上式联立,得到连续相等时间内位移差 2 2 ?x = xⅡ ? x =

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