伽利略對自由落體運動的研究1課件

1、伽利略對自由落體運動的研究現(xiàn)代生活中人們對落體運動的認(rèn)識邏輯的力量v1=8v2=4v1284v128伽利略認(rèn)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伽利略的探究過程觀察現(xiàn)象提出問題運用邏輯得到推論若初速v0=0，vtxt2設(shè)計實驗 “沖淡重力”伽利略在做銅球沿斜面運動的實驗小球沿斜面的運動是勻加速直線運動。且斜面傾斜角越大，小球加速度越大?！皼_淡重力”實驗結(jié)論合理外推 如果斜面傾角增大到900，小球仍然保持勻加速直線運動的性質(zhì)，且所有物體下落時的加速度都是一樣的！ 后人用伽利略的器材重復(fù)他的實驗時發(fā)現(xiàn)：銅球沿斜面滾下，如果斜面傾角超過50就很難準(zhǔn)確計時了。伽利略把他的結(jié)論外推至9

2、00是需要很大勇氣的，后來他的外推被證實了！修正和推廣 如果完全排除空氣阻力，那么，所有物體下落都將一樣快。 在科學(xué)研究中，懂得忽略什么，有時與懂得重視什么同等重要。 伽利略伽利略科學(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。伽利略科學(xué)思想的成就 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。 愛因斯坦真正的物理學(xué)開始了同學(xué)們再見！ 伽利略時代之前，只有偶然發(fā)現(xiàn)才能帶來的發(fā)明，而且需要常常在發(fā)明之先；伽利略之后，我們看見了為了追求純粹的知識而進(jìn)行的科學(xué)研究，開始走在實際的應(yīng)用與發(fā)明的前面，并且啟發(fā)了實際的應(yīng)用和發(fā)明

3、，發(fā)明出現(xiàn)之后，又為科學(xué)研究與工業(yè)發(fā)展開辟了新的領(lǐng)域。 W.C.丹皮爾（英國）偉人的評價 亞里士多德（公元前384322）是古希臘著名的科學(xué)家和哲學(xué)家。公元前384年誕生于愛琴海北岸的斯特基拉城。 亞里士多德是馬其頓王室醫(yī)師的兒子，從小對自然科學(xué)特別愛好，也很鉆研。父親經(jīng)常教給他一些解剖和醫(yī)學(xué)的知識，他有時也幫助父親作一些外科手術(shù)。亞里士多德17歲那年前往雅典，成為古希臘著名哲學(xué)家柏拉圖（前427前347）的大弟子，從事學(xué)習(xí)和研究長達(dá)20年之久。他好學(xué)多問，才華橫溢，成績突出，柏拉圖夸他是“學(xué)院之靈”。公元前343年，亞里士多德?lián)瘟四陜H13歲的王子亞歷山大的宮廷教師。公元前340年亞歷山大攝

4、政，亞里士多德回到家鄉(xiāng)。公元前335年他重返雅典，創(chuàng)辦了一所呂克昂學(xué)院，獨樹一個新的哲學(xué)學(xué)派。由于這個學(xué)派的老師和學(xué)生，常常在花園里散步的時候討論問題，當(dāng)時人們就稱它為逍遙學(xué)派。公元前323年夏天，亞歷山大大帝從印度回師巴比倫的途中病故。從此，亞里士多德在政治上開始不得志。他決定離開雅典，離開呂克昂學(xué)院回到母親的故地過隱居生活。公元前322年因病逝世，葬在卡爾基，終年62歲。亞里士多德（公元前384322）1亞里士多德是希臘古典文化的集大成者，恩格斯稱他是最博學(xué)的人。他的著作是古代的百科全書，據(jù)說有四百到一千部，主要有工具論、形而上學(xué)、物理學(xué)、倫理學(xué)、政治學(xué)、詩學(xué)等。與物理學(xué)關(guān)系較多的有：物理

5、學(xué)（8卷，有中譯本，張竹明譯，商務(wù)印書館，北京，1982）、天論（4卷）、起源與衰滅（2卷）、氣象學(xué)（4卷）。另有一本力學(xué)問題為后人偽作。2在物理學(xué)方面，亞里士多德最重要的貢獻(xiàn)是創(chuàng)造了這門學(xué)科的名稱，“物理”一詞的現(xiàn)代拉丁文“Physica”，是他從希臘字（自然）一詞推演而來的。此外，他對地球的大小作出了在當(dāng)時條件下比較合理的估計。3亞里士多德運用科學(xué)的方法，對奇妙的生物世界進(jìn)行了大量調(diào)查。他帶領(lǐng)助手周游各地，搜集標(biāo)本，分門別類，并且盡可能了解同動物和植物有關(guān)的各種知識。他是一位當(dāng)之無愧的偉大生物學(xué)家。他一生最有價值的科學(xué)貢獻(xiàn)，也正是在動物學(xué)和解剖學(xué)方面。他對五百多種不同的動植物進(jìn)行了分類，解

6、剖過幾十種動物，正確地指出了鯨魚是胎生的，描述了反芻動物的胃、雞胎的發(fā)育、頭足綱動物的再生現(xiàn)象等。4此外，亞里士多德還對虹、視覺、管長與樂音的關(guān)系等物理現(xiàn)象作過一些初步的觀察和解釋，他還從月食和星座的變遷推證了地球是圓形等?？茖W(xué)成就對亞里士多德在物理學(xué)和自然科學(xué)發(fā)展中的作用和影響以及其局限性，應(yīng)進(jìn)行歷史的分析。對物理學(xué)的發(fā)展來說，亞里士多德初步提出以物質(zhì)運動及其與時間、空間、與周圍物體的關(guān)系及物質(zhì)本原為研究對象以形成一門獨立的自然學(xué)科，重視對近身事物的具體觀察，強(qiáng)調(diào)思維邏輯的作用，首先引用數(shù)學(xué)方法來考察具體物理定律，從而引起眾多的討論與研究等等；這些都在一定程度上為歐洲文藝復(fù)興以后物理科學(xué)在實

7、驗基礎(chǔ)上的奠基起了某些先導(dǎo)的作用。這一成就不應(yīng)被抹煞。另一方面，他在理論和方法上的重大缺陷，又造成了被教會加以神圣化的條件，成為繼后物理學(xué)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。當(dāng)伽利略等糾正了亞里士多德的錯誤，把物理學(xué)牢固地建立在觀察與實驗的基礎(chǔ)上，恢復(fù)與發(fā)展了他重視邏輯推理和運用數(shù)學(xué)工具的傳統(tǒng)以后，物理學(xué)在西歐的社會生產(chǎn)力蓬勃發(fā)展的條件下得到了迅速的發(fā)展。歷史的局限性亞里士多德的物理學(xué)，今天看來，有幾條根本性的缺陷。第一，在方法論上，他只注意簡單的觀察和嚴(yán)格的推理。他認(rèn)為研究“應(yīng)從我們最明白易知的事物開始”，但卻錯誤地過分引伸，以為從簡單的感性知覺通過理性活動可以一下子到達(dá)普遍抽象的頂點，從而對所謂的封閉而有限的

8、宇宙給出一幅最終的科學(xué)圖像。他這樣的推斷過程是錯誤的，不可避免地導(dǎo)致將生產(chǎn)水平很低的社會中人們積累的一些原始直覺經(jīng)驗和哲學(xué)思想，上升為絕對化的真理。因此，亞里士多德的物理學(xué)實質(zhì)上只是一種經(jīng)驗科學(xué)性質(zhì)的自然哲學(xué)體系。第二、他這種根據(jù)人的感覺經(jīng)驗和邏輯理性建立起來的體系，力圖用生物機(jī)體（包括人體）有目的的運動現(xiàn)象來統(tǒng)一解釋無生命物質(zhì)的運動及其原因，例如他列舉出物質(zhì)的運動變化有“四因”：質(zhì)料因、形式因、動力因和目的因。一切物體都具有某種天賦的目的或“自然本性”：天體永遠(yuǎn)圍繞地球這一宇宙中心作勻速圓周運動；組成地上物體的四種基本元素（水、火、氣、土）都“趨向于自己特有的空間”，具有尋找自己“天然處所”并停留在那里的本性，從而形成重者向下，輕者向上的“天然運動”（因本性運動”）。由此可見，亞里士多德的自然觀帶有濃