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

发布时间:2020-08-08 12:51:23

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?

网友回答

解:(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.
解析分析:(1)根据伽利略的推理方法,将两块同样重的石头的速度与一块石头的速度进行比较,结合亚里士多德的观点:重物比轻物下落快,揭示亚里士多德的理论内容包含的矛盾.
(2)根据重力G=mg和牛顿第二定律F=ma,得到若下落物体只受重力,mg=ma,得a=g,与物体的质量无关.

点评:本题让我们感受逻辑的魅力,从而理解伽利略和牛顿第二定律的正确性.
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