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高中物理 伽利略的落体研究和斜面实验素材 新人教版必修1高一

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伽利略的落体研究和斜面实验一、历史背景力学是物理学中发展最早的一个分支,它和人类的生活与生产联系最为密切。早在遥远的古代,人们就在生产劳动中应用了杠杆、螺旋、滑轮、斜面等简单机械,从而促进了静力学的发展。古希腊时代,就已形成比重和重心的概念,出现杠杆原理;阿基米德(Archimedes),约公元前 287—212)的浮力原理提出于公元前二百多年。我国古代的春秋战国时期,以《墨经》为代表作的墨家,总结了大量力学知识,例如:时间与空间的联系、运动的相对性、力的概念、杠杆平衡、斜面的应用以及滚动和惯性等现象的分析,涉及力学的许多部门。虽然这些知识尚属力学科学的萌芽,但在力学发展史中应有一定的地位。16 世纪以后,由于航海、战争和工业生产的需要,力学的研究得到了真正的发展。钟表工业促进了匀速运动的理论;水磨机械促进了摩擦和齿轮传动的研究;火炮的运用推动了抛射体的研究。天体运行的规律提供了机械运动最纯粹、最精确的数据资料,使得人们有可能排除摩擦和空气阻力的干扰,得到规律性的认识。天文学的发展为力学找到了一个最理想的“实验室”——天体。但是,天文学的发展又和航海事业分不开,只有等到 16、17 世纪,这时资本主义生产方式开始兴起,海外贸易和对外扩张刺激了航海的发展,这才提出对天文作系统观测的迫切要求。第谷·布拉赫(Tycho Brahe,1546—1601)顺应了这一要求,以毕生精力采集了大量观测数据,为开普勒(Johannes Kepler,1571—1630)的研究作了准备。开普勒于 1609 年和 1619 年先后提出了行星运动的三条规律,即开普勒三定律。与此同时,以伽利略(Galileo Galilei 1564—1642)为代表的物理学家对力学开展了广泛研究,得到了落体定律。伽利略的两部著作:《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632 年)和《关于力学和运动两种新科学的谈话》(简称《两门新科学》(1638 年),为力学的发展奠定了思想基础。随后,牛顿(Isaac Newton,1642—1727)把天体的运动规律和地面上的实验研究成果加以综合,进一步得到了力学的基本规律,建立了牛顿运动三定律和万有引力定律。牛顿建立的力学体系经过 D.伯努利(Daniel Bernoulli,1700—1782)、拉格朗日(J.L.Lagrange,1736—1813)、达朗贝尔(Jean le Rond dAlembert,1717—1783)等人的推广和完善,形成了系统的理论,取得了广泛的应用并发展出了流体力学、弹性力学和分析力学等分支。到了 18 世纪...

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