(14分)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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 自由落体运动/2022-09-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(14分)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.                           7分
(2)设下落物体的质量为m,则重力Gmg,由牛顿第二定律Fma,若下落物体只受重力,则mgma,得ag,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

(1)设两块同样重的石头的速度都是v,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v.但两块石头拴在一起重量变为原来的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v.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Gmg,由牛顿第二定律Fma,若下落物体只受重力,则mgma,得ag,即不论物体的质量大小是否相同,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

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)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…”主要考查了你对  【自由落体运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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