第二章勻變速直線運動的研究 重走大師之路體驗科學(xué)方法 一 延續(xù)兩千年的錯誤 生活常識 重的物體往往比輕的物體先落地 亞里士多德 物體下落的快慢由它們的重量決定 這個觀點正確嗎 思考 亞里士多德為什么會有錯誤的認(rèn)識呢 思考 為什么這個錯誤被延續(xù)了兩千多年 研究方法 觀察 思考 直覺 他是誰 他的全部作品有47部留存 他的著作包括天文學(xué) 動物學(xué) 地理學(xué) 地質(zhì)學(xué) 物理學(xué) 解剖學(xué) 生理學(xué) 倫理學(xué) 心理學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué) 政治學(xué) 修辭學(xué) 美學(xué) 更是一位哲學(xué)家 馬克思 恩格斯 古希臘著名的思想家和哲學(xué)家 在西方被稱為 最博學(xué)的人 古代最偉大的思想家 Aristotle前384 前322 吾愛吾師 吾更愛真理 跨越時空的對話 亞里士多德前384 前322 GalileoGalilei1564 1642 思考 伽利略是怎樣論證亞里士多德的觀點是錯誤的 假設(shè) 重的物體下落得快 伽利略運用邏輯推理的方法論證了亞里士多德錯誤觀點 重物比輕物下落得快 正確結(jié)論 重物與輕物下落得同樣快 二 邏輯的力量 思考 伽利略在研究落體運動過程中首先遇到了什么困難 伽利略作出了大膽的科學(xué)猜想 猜想的內(nèi)容是什么 沒有描述運動的概念 三 猜想與假說 猜想與假設(shè) 伽利略相信 1 自然界是簡單的 自然界的規(guī)律也是簡單的 2 落體運動一定是一種最簡單的變速運動 3 它的速度應(yīng)該是均勻變化的 假設(shè) 1 v t2 v x 四 實驗驗證 困難一 速度無法直接測量突破 間接驗證 若v0 0 且v t 3x1 5x1 困難二 落體運動時間太短 無法準(zhǔn)確測量突破 沖淡 重力 使其加速度減小 質(zhì)量不同小球同一斜面下落 加速度相同 增大斜面傾角 加速度變大 質(zhì)量不同小球加速度仍相同 質(zhì)量不同小球同一斜面下落 加速度相同 增大斜面傾角 加速度變大 傾角很大 接近落體運動 傾角90 就是自由落體運動 合理外推 伽利略在 兩種新科學(xué)的對話 中提到 重球與輕球在落地時相差兩指的寬度 如何理解這 兩指寬 修正和推廣 結(jié)論 自由落體運動 v0 0的勻加速直線運動 且所有物體下落的加速度都相同 世界著名的比薩斜塔實驗證明 物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān) 研究方法 觀察 邏輯推理 實驗 對比實驗 懷疑者在翻閱亞里士多德的書籍 助手利用自己的脈搏測時間 伽利略 一些貴族 思考 為什么說伽利略把他的結(jié)論外推到900需要很大的勇氣 單純的邏輯推理和對有限事實的歸納都不會導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn) 科學(xué)發(fā)現(xiàn)中最活躍的因素是猜想 假設(shè)與直覺 因為這個原因 對于新發(fā)現(xiàn)的規(guī)律不能有百分之百的把握 五 伽利略研究方法 觀察現(xiàn)象 提出假設(shè) 運用邏輯得出推論 實驗驗證 修正推廣 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 現(xiàn)在我們不必用斜面來 沖淡重力 可以對落體運動精確地 計時 定位 直接研究落體運動的性質(zhì) 現(xiàn)代研究落體運動的方法 1 用打點計時器2 用頻閃照片3 用光電計時器 測速計等 超越伽利略 十大最美麗物理實驗 對伽利略的審判 討論 學(xué)完了這一課 你有什么想法 體會 啟發(fā) 為了紀(jì)念伽利略的偉大貢獻(xiàn) 1993年4月8日 來自世界各地的科學(xué)家把木球 鋁球 塑料球等不同材料制成的小球從比薩斜塔上44m高處同時靜止釋放 用精密電子儀器和攝像機(jī)記錄 結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有小球幾乎同時以同一速度落地 德國著名物理學(xué)家玻恩說 我榮獲1954年的諾貝爾獎 與其說是因為我所發(fā)表的著作里包括了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 倒不如說是因為那里面包括一個關(guān)于自然現(xiàn)象的新思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn) 伽利略已死去三百多年 他所發(fā)現(xiàn)的自由落體規(guī)律在物理學(xué)知識的長河中所占比例愈來愈小 但他研究問題所創(chuàng)造的一套科學(xué)方法 卻不斷為后人所繼承 發(fā)揚(yáng) 創(chuàng)造了比自由落體規(guī)律高出千百倍的財富