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第二章 匀变速直线运动的研究第 六 节 伽 利 略 对 自 由落 体 运 动 的 研 究 历 史 的 回 顾 亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落的快，即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近2000年。 逻 辑 的 力 量 16世纪，意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。（并在比萨斜塔用实验证明了这种观点 ） 问 题： 既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底遵循什么样的规律呢？ 伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后，就开始研究落体运动的性质。 伽 利 略 的 探 索 之 路 大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀增加的，即则：瞬时速度V与时间t成正比 tv V t 困 难 一 瞬 时 速 度 无 法 准 确 测 量 为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用） 则：测下落的高度与时间t2成正比知 识 观 察 实 验 思 考V t sv t 2S t 冲 淡 重 力 困难二 物体下落很快，很难测定不同位移的时间.（思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。 冲 淡 重 力 实验验证 ：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：知 识 观 察 实 验 思 考时间单位1 2 3 4 5 6 7 8距离单位32 130 298 526 824 1192 1600 2104 31 22 2 21 2 3ss st t t 常数 伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数随着的增大而增大。知 识 观 察 实 验 思 考 合 理 外 推 困难三、伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律？合 理 外 推 ： 随 着 的 增 大 ， 的 数 值 在增 大 。 当 =900时 ,即 物 体 竖 直 下 落 时 ,这 个关 系 也 应 该 成 立 ,这 时 的 数 值 最 大 . 2ts 至 此 ， 他 终 于 成 功 地 验 证了 原 先 的 猜 想 ， 不 但 否 定 了 亚 里 士多 德 的 错 误 论 断 ， 而 且 得 到 了 物 体下 落 的 规 律 。 分 析 ： 伽 利 略 的 成 功 ，不 仅 在 于 找 到 了 落 体 运 动 的 规 律 ，更 重 要 的 是 开 辟 了 一 条 研 究 物 理 学的 研 究 之 路 。 现 在 我 们 已 经 有 足 够 的设 备 准 确 的 验 证 落 体 运 动 规 律 . 超 越 伽 利 略 现 在 我 们 不 必 用 斜 面 来 “ 冲 淡重 力 ” ， 采 用 现 代 化 的 仪 器 设 备 可 以 对落 体 运 动 精 确 地 “ 计 时 ” 、 “ 定 位 ” ,直接 研 究 落 体 运 动 的 性 质 。 现 代 研 究 落 体 运 动 的 方 法 ： 1.“ 自 由 落 体 频 闪 照 片 ” 求 加 速 度 2 .用 打 点 计 时 器 研 究 纸 带 求 出 加 速 度 3.其 它 方 法 （ 测 速 计 等 ） 采用先进的实验手段测得： 一切物体的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示.通常的计算，g值取9.8m/s2实际意义 ：当 物 体 所 受 空 气 阻 力 比 物 体 本 身 重 力 小得 多 时 ， 即 fG 时 。 从 静 止 开 始 的 竖 直下 落 运 动 ， 可 以 按 自 由 落 体 运 动 处 理 。 课 题 研 究 亚 里 士 多 德 是 古 代 伟 大 的 思 想家 、 哲 学 家 ， 但 他 在 物 理 方 面 的 结论 ， 如 重 快 轻 慢 、 物 体 的 运 动 需 要 力来 维 持 ， 却 是 错 误 的 。 这 是 为 什 么 ？ 请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料，做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。 1. 一石块从高度为H处自由下落，当速度达到落地速度的一半时，它的下落距离等于（ ） A. B. C. D. 2H 2H4 4H23H 32H 22H B巩固练习 2. 如图所示，长为L的细杆AB，从静止开始竖直落下，求它全部通过距下端h处的P点所用时间是多少？ABP Lh 2( ) 2h L ht g g 3.甲、乙两物体从不同高度做自由落体运动，但同时落地，已知甲物体自由下落的时间为3s，乙物体自由下落的时间为1s,那么，当乙物体开始下落时，甲物体距离地面的高度是多少？（取g=10m/s2）25m
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