Question

伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验．在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程和时间的关系．亚里士多德曾预言铜球的运动速度是不变的，伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比．请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用s，速度用v，加速度用a，时间用t表示）．
①亚里士多德的预言：

 

；
②伽利略的结论：

 

；
伽利略的实验之所以成功，主要原因是抓住了主要因素，而忽略了次要因素．你认为他在加速度实验中，伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动，是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素，同时抓住了

 

这一主要因素．若将此实验结论做合理外推，即可适用于自由落体运动，其原因是在实验误差范围内，铜球运动的加速度

 

（填序号即可）．
A．与铜球质量成正比B．只与斜面倾角有关C．与斜面倾角无关D．与铜球质量和斜面倾角都有关．

Answer 1

分析：要了解伽利略对自由落体运动的研究的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法．

解答：解：①亚里士多德的预言：铜球的运动速度是均匀不变的，即s=vt；
②伽利略的结论：铜球运动的路程与时间的平方成正比，即s=

1

2

at²；
伽利略的实验之所以成功，主要原因是抓住了主要因素，而忽略了次要因素．你认为他在加速度实验中，伽利略选用光滑直木槽和铜球进行实验来研究铜球的运动，是为了减小铜球运动过程中的摩擦阻力这一次要因素，同时抓住了这重力一主要因素．若将此实验结论做合理外推，即可适用于自由落体运动，其原因是在实验误差范围内，铜球运动的加速度
故答案为：①s=vt，s=

1

2

at²
②重力，B．

点评：本题的解题关键是理解伽利略对自由落体运动的研究内容及过程．伽利略对自由落体运动的研究是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶．