2.1 伽利略对落体运动的研究

　　【学习目标】

通过史实，使学生初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用；通过查找资料等方式，了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义；对学生进行科学态度和科学方法教育，使其了解研究自然规律的科学方法，培养其探究的能力；通过对伽利略研究落体运动过程的学习，使学生了解突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想，逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。

　　【名师点拨】

　　1．知识概要

通过本节的学习我们体会到从生活经验中得到的认识，有些并不是正确的，而需要采用科学方法--实验和理论来研究问题。需要大家重点了解的是科学探究的一般方法和思路。

　　2．探究方略

　　本节课重点介绍了伽利略对落体运动研究的思路及方法：

　　（1）提出问题：对伽利略来说，要研究的当然就是落体运动的性质了。

　　（2）对问题的结果进行猜想与预测，并进行数学推理：伽利略猜想，下落物体的速度是随着时间均匀增加的，即v∝t，但由于物体的速度不便测量，根据数学推理，只要验证出s∝t2的结论即可。

　　（3）制定计划、设计实验、实验验证：为了克服落体运动中物体下落快，不便测量的困难，伽利略设计了"冲淡重力"的斜面实验，并使用称水重的方法，确定小球运动的时间。伽利略在实验过程中通过大量数据进行分析、整理，发现小球在斜面上运动时，其位移与所用时间平方的比值等于常数。

　　（4）将实验结果进行合理的外推：伽利略提出当斜面倾角增大时，比值仍为常数，只是数值也会增加。由此推出在倾角为90°即物体竖直下落时，该关系仍然成立。

　　（5）得出结论：下落物体的速度是随着时间均匀增加的。

　　3．我的思考

　　亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落快，你的观点是什么？请使用身边的物体，设计一组实验证明你的观点。

　　【典例精析】

　　例1.在公元前4世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德根据日常生活中的现象得出"重的物体比轻的物体下落得快"的结论，这一论断流传了近2000年，直到16世纪才被意大利科学家伽利略巧妙地用一个佯谬否定了。请到图书馆或互联网上查询一下什么是"佯谬"。

　　解析：所谓佯谬，即以某一理论为前提出发推出两个在逻辑上自相矛盾的命题或从某一理论观点中推出的命题与已知的科学原理产生逻辑矛盾，是一种非常重要的反驳形式。科学史上，伽利略反驳亚里士多德重物先落地的观点就用了这种方法。当然，在推理过程中，佯谬的出现并非仅仅反映逻辑思维的不严密性，同时它还揭示了这些佯谬背后隐蔽着客观事物本身的矛盾。在这种情况下，通过佯谬引出的逻辑矛盾，有助于揭露推理前提中隐含的客观矛盾，从而推动认识的深入发展。

例如在狭义相对论的发展过程中有一个非常著名的双生子佯谬：我们知道爱因斯坦狭义相对论认为运动的物体存在时间膨胀效应。在1911年4月波隆哲学大会上，法国物理学家P．