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伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-07-26

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伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 16世紀(jì)，意大利學(xué)者伽利略對(duì)亞里士多德的看法提出了質(zhì)疑，并對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入的研究。伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法大體可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)： 1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方。伽利略認(rèn)為，如果亞里士多德的觀點(diǎn)是對(duì)的，即重物比輕物下落得快，那么把重物和輕物拴在一起下落，它們將是什么結(jié)果呢？照亞里士多德的說(shuō)法，重物下落得快，輕物下落的得慢，由于兩物拴在一起，“輕的”被“慢的”拉著，“慢的”被“快的”拖著，所以?xún)晌锼┰谝黄鸬乃俣葢?yīng)是不快不慢。同樣，照亞里士多德的說(shuō)法，兩物拴在一起，應(yīng)該是更重了，那它們應(yīng)該下落得更快。這兩個(gè)結(jié)論都是由亞里士多德的論斷推出來(lái)的，但得到的卻是互相矛盾的結(jié)果?？梢?jiàn)，亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 2提出假設(shè) 伽利略認(rèn)為，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快。他猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，物體的速度應(yīng)該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算是均勻的呢？他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對(duì)時(shí)間來(lái)說(shuō)是均勻的，即v與t成正比；另一種是速度的變化對(duì)位移來(lái)說(shuō)是均勻的，即v與x成正比。 3數(shù)學(xué)推理伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算得出：如果v與x成正比，將會(huì)得到荒謬的結(jié)論；如果v與t成正比，它通過(guò)的位移x就與t2成正比。 4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了便于測(cè)量時(shí)間，伽利略設(shè)法用斜面做實(shí)驗(yàn)。他在木制斜槽上蒙上羊皮紙，讓銅球從光滑的羊皮斜槽上滾下，通過(guò)上百次對(duì)不同質(zhì)量的小球沿不同傾角的光滑斜面越大的定量研究，發(fā)現(xiàn)小球沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)的位移x確實(shí)與t2成正比，小球的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且傾角一定不同小球的加速度一定，傾角越大加速度越大。 5合理外推伽利略將他在斜面實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論做了合理的外推：設(shè)想斜面的傾角越接近900，小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)就越接近于自由落體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)斜面的傾角達(dá)到900時(shí)，小球就做自由落體運(yùn)動(dòng)。從而，自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且所有物體自由下落時(shí)的加速度都相同。: 回答者：網(wǎng)友

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