6 伽利略对自由落体运动的研究教案 A备课资源古希腊权威思想家亚里士多德(公元前 384—322 年)曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢
比如说,10 磅重的物体落下时要比 1 磅重的物体落下快 10 倍
1800 多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移
直到 16 世纪,伽利略(公元 1564—1642 年)才发现了这一理论在逻辑上的矛盾
伽利略说,假如一块大石头以某种速度下降,那么,按照亚里士多德的论断,一块小些的石头就会以相应慢些的速度下降
要是我们把这两块石头捆在一起,那这块重量等于两块石头重量之和的新石头,将以何种速度下降呢
如果仍按亚里士多德的论断,势必得出截然相反的两个结论
一方面,新石头的下降速度应小于第一块大石头的下降速度,因为加上了一块以较慢速度下降的石头,会使第一块大石头下降的速度减缓;另一方面,新石头的下降速度又应大于第一块大石头的下降速度,因为把两块石头捆在一起,它的重量大于第一块大石头
这两个互相矛盾的结论不能同时成立,可见亚里士多德的论断是不合逻辑的
伽利略进而假定,物体下降速度与它的重量无关
如果两个物体受到的空气阻力相同,或将空气阻力略去不计,那么,两个重量不同的物体将以同样的速度下落,同时到达地面
为了证明这一观点,1589 年的一天,比萨大学青年数学讲师,年方 25 岁的伽利略,同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔
伽利略登上塔顶,将一个重 100 磅和一个重 1 磅的铁球同时抛下
在众目睽睽之下,两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上
面对这个无情的实验,在场观看的人个个目瞪口呆,不知所措
这个被科学界誉为“比萨斜塔实验”的美谈佳话,用事实证明,轻重不同的物体 ,从同一高度坠落,加速度一样,它们将同时着地,从而推翻了亚里士多德的错误论断
这就是被伽利略所证明的,现在已为人们所认