古代学者认为,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,古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法;但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误
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古代学者认为,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,古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法;但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误的。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容包含的矛盾。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,假定大石头下落速度为8,小石头下落的速度为4,当我们把石头拴在一起时,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,结果整体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,根据亚里士多德的理论,整个系统的下落速度应该大于8。这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重的物体不会比轻的物体下落得快。 (1)根据伽利略的推理方法,假设用两块同样重的石头为研究对象,你又如何推翻亚里士多德的结论呢?(回答应简明) (2)用重力公式及牛顿第二定律又如何推翻亚里士多德的结论呢? |
答案
(1)设两块同样重的石头的速度都是8(不一定设该数),当我们把石头拴在一起时,由于原来快慢相同,所以两块石头不会互相牵拉,这样各自应保持原来的速度,即它们的速度还应该是8。但两块石头拴在一起重量增大了(为原来的2倍),根据亚里士多德的理论,整个系统的下落速度应该大于8。这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地,从而推翻了这个理论 (2)设下落物体的质量为m,则重力G=mg,由牛顿第二定律F=ma,若下落物体只受重力,则mg=ma,得a=g,即不论物体的质量(重力)大小是否相同,在重力作用下的加速度都相同,相同位移所用的时间相同,即轻重物体下落的一样快,从而推翻了亚里士多德的理论 |
举一反三
1971年7月26日发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球,美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里,并做了一个落体实验:在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤,如图所示,出现的现象是(月球上是真空) |
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A.羽毛先落地,铁锤后落地 B.铁锤先落地,羽毛后落地 C.铁锤和羽毛同时落地 D.因为在月球上,所以无法判断铁锤和羽毛哪一个先落地 |
根据亚里士多德的观点结合实际情况,确实重的物体比轻的物体运动得快,为什么呢? |
伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图所示的斜面实验。下列哪些方法是他在这个实验中采用过的 |
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A.用水钟计时 B.用打点计时器打出纸带进行数据分析 C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的的大小 D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 |
一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为 |
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A.铁钉比棉花重 B.棉花受到的空气阻力不能忽略 C.铁钉不受空气阻力 D.铁钉的重力加速度比棉花的大 |
甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球,结果甲同学看到两球不是同时落地的。他分析了两球未能同时落地的原因。你认为他的下列分析正确的是 |
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A.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力小 B.两球在下落过程中受到的空气阻力不同,先落地的受空气阻力大 C.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是实心球,重力远大于阻力 D.两球下落过程中受到的空气阻力相同,先落地的是空心球,阻力与重力比,差别较小 |
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