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伽利略自由落体实验(伽利略自由落体实验方法是理想实验吗?)

用户投稿 2023年03月18日 23:09:07

大家好,今天给各位分享伽利略自由落体实验的一些知识,其中也会对伽利略自由落体实验方法是理想实验吗?进行解释,文章篇幅可能偏长,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在就马上开始吧!

1“比萨斜塔试验”是怎么一回事?

比萨斜塔试验就是著名的伽利略自由落体实验。

1590年,出生在比萨城的意大利物理学家伽利略,曾在比萨斜塔上做自由落体实验,将两个重量不同的球体从相同的高度同时扔下,结果两个铅球几乎同时落地,由此发现了自由落体定律,推翻了此前亚里士多德认为的重的物体会先到达地面,落体的速度同它的质量成正比的观点。

但是,伽利略的两个球体并非像传说中的一样一起落下,即使重力加速度不变,两个球体受到空气阻力影响,是不会一起落下的。

这也就是为什么鹅毛和铅球不会一起降落的原因。由于受到空气阻力,两个球体不能看作自由落体。但是伽利略的实验理论是正确的,在真空中,无论多重的物体,都遵循自由落体定律。

扩展资料:

自由落体基本特点

物体开始下落时是静止的即v0=0。如果给物体一个初速度竖直下落,不能算自由落体。物体在下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何作用力(包括空气阻力)。

自由落体的瞬时速度的计算公式为v=gt;位移的计算公式为h=1/2*gt^2。

通常在空气中,随着自由落体运动速度的增加,空气对落体的阻力也逐渐增加。当物体受到的重力等于它所受到的阻力时,落体将匀速降落,此时它所达到的最高速度称为终端速度。例如伞兵从飞机上跳下时,若不张伞其终端速度约为50米/秒,张伞时的终端速度约为6米/秒。

参考资料来源:百度百科-比萨斜塔

2伽利略的物体下落实验是怎么做的?

分类: 理工学科

问题描述:

伽利略的物体下落实验是怎么做的?

谁能给我详细的介绍一下?

解析:

巧妙的推理 古代的学者们认为,物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的,物体越重,下落得越快。生活在公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多得最早阐述了这种看法。亚里士多得的论断影响深远,在其后两千多年的时间里,人们一直信奉他的学说。

但是这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理,巧妙地揭示了亚里士多德的理论内部包含的矛盾。他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整个系

统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。

提出假说 伽利略认为,自由落体是一种最简单的变速运动。他设想,最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的。但是,速度的变化怎样才算均匀呢?他考虑了两种可能:一种是速度的变化对时间来说是均匀的,即经过相等的时间,速度的变化相等;另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即经过相等的位移,速度的变化相等。伽利略假设第一种方式最简单,并把这种运动叫做匀变速运动。

数学推理 在伽利略的时代,技术不够发达,通过直接测定瞬时速度来验证一个物体是否做匀变速运动,是不可能的,但是,伽利略应用数学推理得出结论:做初速度为零的匀变速运动的物体通过的位移与所用时间的方成正比,即s∝t²,这样,只要测出做变速运动的物体通过不同位移所用的时间,就可以验证这个物体是否在做匀变速运动。

伽利略是怎样推出s∝t²的呢?他的思路大致如下:先由平均速度 得出s= t。他推断初速度为零、末速度为v的匀变速运动的平均速度 ,然后应用这个关系得出s= 。再应用a= 从上式消去v,就导出s= at2 ,即s∝t² 。

实验验证 自由落体下落的时间太短,当时用实验直接验证自由落体是匀加速运动仍有困难,伽利略采用了间接验证的方法,他

让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下,做了上百次的实验,小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多,所以时间容易测量些。实验结果表明,光滑斜面的倾角保持不变, 从不同位置让小球滚下 小球通过的位移跟所用时间的平方之比是不变的即 ……由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动,换用不同质量的小球重复上述实验,位移跟所用时间的平方的比值仍不变,这说明不同质量的小球沿同一倾角的斜面所做的匀变速直线运动的情况是相同的。

不断增加大斜面的倾角,重复上述实验,得出 的值随斜面倾角的增加而增大,这说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。

合理外推 伽利略将上述结果做了合理的外推,把结论外推到斜面倾角增大到90°的情况,这时小球将自由下落,成为自由落体伽利略认为,这时小球仍然会保持匀变速运动的性质。这种从斜面运动到落体运动的外推,是很巧妙的。不过,用外推法得出的结论,并不一定都是正确的。现代物理研究中也常用外推法,但用这种方法得到的结论都要经过实验的验证才能得到承认。

伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法,这种方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍不失为重要的科学方法之一。

有可能的话,你不妨重复一下伽利略做过的斜面实验。这里的关键是准确测量时间,你有什么好方法吗?

今天,距离伽利略的时代已有三百多年了,伽利略无法直接用实验来证实的结论,我们已经可以直接用实验来证实了。

3伽利略是怎样对自由落体运动进行研究的

伽利略对自由落体运动进行研究的过程:

伽利略设法用斜面做实验,他在木制斜槽上蒙上羊皮纸,让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下,通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究,发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t^2成正比,小球的运动是匀变速直线运动,且倾角一定不同小球的加速度一定,倾角越大加速度越大。 伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推:设想斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动;当斜面的倾角达到90°时,小球就做自由落体运动。从而,自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,且所有物体自由下落时的加速度都相同。

文章到此结束,如果本次分享的伽利略自由落体实验和伽利略自由落体实验方法是理想实验吗?的问题解决了您的问题,那么我们由衷的感到高兴!

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