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伽利略對自由落體運動的研究

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-07-26

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伽利略對自由落體運動的研究 16世紀(jì)，意大利學(xué)者伽利略對亞里士多德的看法提出了質(zhì)疑，并對自由落體運動進行了深入的研究。伽利略對自由落體運動的研究方法大體可歸結(jié)為以下幾點： 1發(fā)現(xiàn)問題伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點有自相矛盾的地方。伽利略認(rèn)為，如果亞里士多德的觀點是對的，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，所以兩物拴在一起的速度應(yīng)是不快不慢。同樣，照亞里士多德的說法，兩物拴在一起，應(yīng)該是更重了，那它們應(yīng)該下落得更快。這兩個結(jié)論都是由亞里士多德的論斷推出來的，但得到的卻是互相矛盾的結(jié)果?？梢?，亞里士多德的觀點是錯誤的。 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。他猜想落體運動應(yīng)該是一種最簡單的變速運動，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時間來說是均勻的，即v與t成正比；另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即v與x成正比。 3數(shù)學(xué)推理伽利略通過數(shù)學(xué)運算得出：如果v與x成正比，將會得到荒謬的結(jié)論；如果v與t成正比，它通過的位移x就與t2成正比。 4實驗驗證為了便于測量時間，伽利略設(shè)法用斜面做實驗。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，通過上百次對不同質(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)小球沿光滑斜面運動時通過的位移x確實與t2成正比，小球的運動是勻變速直線運動，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驗中得出的結(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動就越接近于自由落體運動；當(dāng)斜面的傾角達到900時，小球就做自由落體運動。從而，自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動，且所有物體自由下落時的加速度都相同。: 回答者：網(wǎng)友

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