伽利略落体实验 伽利略落体实验过程阐述

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：

伽利略落体实验 伽利略落体实验过程阐述

伽利略落体实验 伽利略落体实验过程阐述

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。

“比萨斜塔试验”是怎么一回事？

伽利略的“比萨斜塔试验”

韩雪枫

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，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。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，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，15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磅和一个重一磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地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“比萨斜塔试验”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，现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。

伽利略的比萨斜塔试验

设有两个物体质量分别为m1,m2，地球质量为M,则m1物体的引力为GMm1/R^2,地球受到的引力为GMm1/R^2，，所以m1的加速度为GM/R^2,地球的加速度为Gm1/R^2,l因此m1物体相对地球的加速度为G(M+m1)/R^2，同理m2物体相对地球的加速度为G(M+m2)/R^2,如此质量大的物体的降落速度应该大于小的物体。

然后他放了2个质量不一样的球 从塔上丢下去 结果2球同时落地

伽利略曾于1590年在意大利比萨斜塔上将两个重量不等的球自塔顶垂直自由落下，结果两球同时着地。该实验一举推翻古希腊学者亚里士多德提出的重量不同物体下落速度也不同的定理。

伽利略证明了质量不同的两个物体在相同高度同时下落同时到达地面

推翻了希腊学者亚里士多德提出的重量不同物体下落速度也不同的定理。

证明质量不同的两个物体由同一地点下落，结果同一时间到达地面

利略证明了质量不同的两个物体在相同高度同时下落同时到达地面

推翻了希腊学者亚里士多德提出的重量不同物体下落速度也不同的定理。

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伽利略自由落体实验方法

伽利略自由落体实验方法如下：

根据亚里士多德的论断：重的物体下落的比轻的物体快，那么，大的石头比小的石头下落的要快。设大石头下落的速度为x，小石头下落的速度为y，则x>y。现在考虑：把两个石头用绳子紧紧的捆在一起，然后自由下落。会是什么结果呢？

分析1：两个石头捆起来的重量比原来单独一个大石头还要大，所以，终下落速度要比x还大。

分析2：由于小石头原来比大石头下落速度慢，捆在一起，小石头就会拖累大石头的速度，所以，终下落速度比x小。

这样，从亚里士多德的一个前提，推出了两个完全不同个的结论！所以，这个前提是不对的！亚里士多德的理论陷入了困境。

伽利略认为，为了摆脱这个困境，只有一种可能： 重的物体和轻的物体下落得一样快！也就是说，下落的快慢和重量无关！同时，伽利略提出：实验结果是检验理论的标准。

为了证明自己的理论，说服更多的人，传说伽利略在比萨斜塔做过自由落体实验：手持两个不同重量的铁球，同时松手让铁球自由下落，结果两个铁球“咣当”一声，同时着地！

当然，这个故事被后来严谨的考证给否定了。尽管如此，来自世界各地的人们都前往比萨斜塔参观，把这座古老的建筑作为物理学的圣地。

伽利略落体实验的合理外推

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。

伽利略在哪个实验中发现了自由落体定律？

1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时着地”的实验，得出了重量不同的两个铁球同时下落的结论，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成正比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。

但这是不太可能存在的，不同重量的物体只有在真空条件下才可能同时落地，当美国宇航员大卫·斯科特登月后曾尝试于同一高度同时扔下一根羽毛和一把铁榔头，并发现它们同时落地，这才证明了自由落体定律的正确性。

即使伽利略真的做过这个实验，那也是局限于当时的科技程度这才‘’看上去‘’同时落地的。关于自由落体实验，伽利略做了大量的实验，他站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，并测定下落时间有多少别。

结果发现，各种物体都是同时落地，而不分先后。也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。无论木制球或铁制球，如果同时从塔上开始下落，它们将同时到达地面。

伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。

扩展资料

关于重力加速度的公式可以利用牛顿的万有引力定律推导出来。

地球上空的物体在以地心为描述其运动的参照点时，它是围绕地球做匀速圆周运动，物体在与地心连线的方向上受到的合外力是一个指向地球中心的向心力，这个向心力由物体与地球之间的万有引力提供，即 F向 = F万，根据向心力遵循的牛顿第二定律公式：F=mg和万有引力定律公式，

伽利略的两个铁球同时落地事例

在伽利略之前，古希腊的亚里士多德认为，物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比，物体越重，下落的速度越快。比如说，10千克重的物体，下落的速度要比1千克重的物体快10倍。

1700多年前以来，人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可怀疑的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理，大胆地对亚里士多德的学说提出了疑问。经过深思熟虑，他决定亲自动手实验。他选择了比萨斜塔作实验场。这一天，他带了两个大小一样但重量不等的铁球，一个重10磅，是实心的；另一个重1磅，是空心的。伽利略站在比萨斜塔上面，望着塔下。塔下面站满了前来观看的人，大家议论纷纷。有人讽刺说：“这个小伙子的神经一定是有病了！亚里士多德的理论不会有错的！”实验开始了，伽利略两手各拿一个铁球，大声喊道：“下面的人们，你们看清楚，铁球就要落下去了。”说完，他把两手同时张开。人们看到，两个铁球平行下落，几乎同时落到了地面上。所有的人都目瞪口呆了。

伽利略为了证明物体下落的速度和重量是无关的，于是在比萨斜塔上，一手持重10磅的实心铁球，一手持重1磅的空心铁球。同时落下，结果两个铁球同时着地。从而证明了自己的观点。