亚里士多德和伽利略不同观点:
亚里士多德伽利略笛卡尔牛顿对力和运动的观点
亚里士多德是古希腊著名的科学家,由于时代的局限和科学条件的限制,提出了许多观点,当时被人们认为是正确的、后来又被科学实验否定,意大利科学家伽利略就是敢于挑战所谓权威的众多人之一,从下面仅供的两个例子中我们就可以看到科学与谬误针锋相对斗争的一个侧面;一、关于运动与力1、亚里士多德;观察现象:马用力拉车,车前进;马停止用力,车就停止结论:力是维持物体运动状态的原因解释:物体受到力的作用,才能运动;不受力,物体就静止不动2、伽利略;理想实验:小球沿一个斜面的某一固定高度从静止开始滚下,如果没有摩擦力,小球将运动到另一个斜面上,其最后高度与小球原来静止时的高度相同;结论:力不是维持物体运动状态的原因解释:在水平面上运动的小球,之所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故;若没有摩擦力,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去;正确结论:力是改变物体运动状态的原因3、现代验证实验:气垫导轨模拟实验,在无摩擦的条件下,物体的运动与是否受力无关二、关于自由落体运动1、亚里士多德;观察现象:石头与小木片从统一高度从静止开始往下落,结果石头先落到地面;结论:物体下落的快慢是由它们的重量大小决定,物体越重,下落的越快;解释:物体的运动速率同物体所含的物质多少成正比,由于重的物体比轻的物体含的物质多,所以重的物体要先落地,即速度与重量成正比2、伽利略;逻辑推论:假如速度与重量成正比,取一个大石头、一个小石头,从相同的高度同时从静止开始落,大石头下落的快,小石头下落的慢;如果将它们栓在一起,情况如何呢结论一:快的会被慢的拖着而减速,慢的会被快的拖着而加速,因而它们将以比原来哪个较重的物体小一点、比较轻的快一点的速度下落;结论二:栓在一起后,它们的总重量大于大石头的重量,它们的下落速度应该比大石头的速度还快;焦点:两个结论很明显自相矛盾;分析:只有假定物体运动速度与重量无关才能消除这一矛盾;正确结论:无论轻重物体,只要只受重力作用,都是初速度为0的匀速直线运动3、后期验证实验:比萨斜塔实验,大小不同的两个金属球,从同一高度同时静止开始下落,结果同时落地;由上面可以看出,亚里士多德尽管一生成就卓越,开拓了科学研究的新时代,但是由于只凭观察、推理,过分夸大了形式逻辑的作用,忽视了实验验证这一重要手段,导致了许多错误,在学习时,我们必须要坚持"实践是检验真理的唯一标准",培养科学的世界观;在力学上,笛卡尔发展了伽利略的运动相对性的思想,例如在哲学原理一书中,举出在航行中的海船上海员怀表的表轮这一类生动的例子,用以说明运动与静止需要选择参考系的道理;笛卡尔在哲学原理第二章中以第一和第二自然定律的形式比较完整地第一次表述了惯性定律:只要物体开始运动,就将继续以同一速度并沿着同一直线方向运动,直到遇到某种外来原因造成的阻碍或偏离为止;这里他强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性;牛顿是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家,其研究领域包括了物理学、数学、天文学等学科;牛顿的主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并实际制造了第一家反射式望远镜等等,被誉为人类历史上最伟大,最有影响力的科学家;为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就,“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位;第—运动定律是伽利略发现的;这个定律阐明,如果物体处于静止或作恒速直线运动,那么只要没有外力作用,它就仍将保持静止或继续作匀速直线运动;这个定律也称惯性定律,它描述了力的一种性质:力可以使物体由静止到运动和由运动到静止,也可以使物体由一种运动形式变化为另一种形式;此被称为牛顿第一定律;力学中最重要的问题是物体在类似情况下如何运动;牛顿第二定律解决了这个问题;该定律被看作是古典物理学中最重要的基本定律;牛顿第二定律定量地描述了力能使物体的运动产生变化;它说明速度的时间变化率即加速度a与力F成正比,而与物体的质量里成反比,即a=F/m或F=ma;力越大,加速度也越大;质量越大,加速度就越小;力与加速度都既有量值又有方向;加速度由力引起,方向与力相同;如果有几个力作用在物体上,就由合力产生加速度,第二定律是最重要的,动力的所有基本方程都可由它通过微积分推导出来; 此外,牛顿根据这两个定律制定出第三定律;牛顿第三定律指出,两个物体的相互作用总是大小相等而方向相反;对于两个直接接触的物体,这个定律比较易于理解;书本对子桌子向下的压力等于桌子对书本的向上的托力,即作用力等于反作用力;引力也是如此,飞行中的飞机向上拉地球的力在数值上等于地球向下拉飞机的力;牛顿运动定律广泛用于科学和动力学问题上;。
高中物理拓展阅读亚里士多德与伽利略给我们的启示素材
【拓展阅读】亚里士多德与伽利略给我们的启示亚里士多德在科学上并不是一个坐在椅子上空想的学者,他对周围的环境进行了敏锐的观察。
在对运动的观察中,亚里士多德注意到某些运动无需帮助即可维持,而另外一些运动只有借助外界作用才能维持.亚里士多德认为一个无需帮助的运动例子是:当你把一块石头丢下石桥,它在无明显帮助的情况下向地面落下。
亚里士多德把这种能够自己维持的运动称为自然运动.除固体下落外,亚里士多德还察觉到另外三种自然运动:泻下或沿坡流下的液体,上升的气体和向上跳动的火焰.在亚里士多德看来,这四种运动代表了地球上能发生的四种自然运动。
他认为,由于地球上所有的东西都由四种不同物质或元素——土、水、气和火构成,而每一种元素都力图到达不同的自然位置,所以就产生了自然运动。
虽然亚里士多德所说的元素不同于化学元素,但元素这个词仍沿用至今,意指那些构成万物的物质。
每个亚里士多德元素都有各自固有的自然运动和力图到达的固有自然位置:土元素向下运动,因为地球中心是它的自然静止位置(有学识的古希腊人知道大地是一个球);水向下流动,因为它的自然位置刚好在土的上方;气上升,因为大气层是其自然位置;而火焰向上跳,这是因为其自然位置在气之上.亚里士多德认为万物皆由这四种元素构成,一个物体的自然运动由该物体所含的每种元素的多少而定.岩石在水中下沉,因为岩石主要由土构成;木头浮在水面,因为它除含土外还含有气;而热气上升,因为它含有火。
所有这些自然运动要么竖直向下,要么竖直向上。
水平运动有所不同。
当你沿着道路拉一辆小车,或水平抛出一块石头,或在地板上推一个箱子时,是你的活动维持着物体运动:你使小车运动;石头因你抛出而运动;你必须推这个箱子。
推和拉是让小车、石头和箱子运动所必需的。
亚里士多德认为,之所以需要推与拉,是因为物体必须受到强制才会背离其自身的本性行事,换句话说,才会做与其自然运动完全不同的运动。
亚里士多德把所有这些强制的运动归类为强迫运动,意思是需要外界的推或拉来维持它。
引导学生充分感悟过程,促进学生自主构建知识
引导学生充分感悟过程,促进学生自主构建知识【摘要】当前,在我国的基础教育中,一场轰轰烈烈的教育改革正在如火如荼地进行。
然而,在我们身边依然存在着这样一些不良倾向:急功近利,重解题轻发展,重理论轻实验,重结论轻过程,重记忆轻思维。
广大物理教师必须根据学科特点,摒弃传统的教学观念,在教学中让学生充分经历过程的感受与体验,在欢愉的探究中领悟结果,自主构建知识。
【关键词】物理教学引导学生感悟过程自主构建获取知识【中图分类号】g632 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2012)07-0022-02当前,在我国的基础教育中,一场轰轰烈烈的教育改革正在如火如荼地进行。
然而,在我们身边依然存在着这样一些不良倾向:有些教师为了提高所谓的教学质量,急功近利,重解题轻发展,重理论轻实验,把学生训练成解题机器;有些教师由于存在偏狭的应试导向意识,你考什么我教什么,你不考我不教,重结论轻过程,重记忆轻思维。
这些只顾眼前利益的做法,培养出来的学生能适应二十一世纪社会对人才的要求吗?答案当然是否定的。
这说明,传统的教学模式已到了非改不可的地步。
教育改革必须以教师教育观念的更新为起点。
为使我们所培养的人才能够适应信息时代的要求,物理教师必须摒弃传统的教学观念,在教学中让学生充分经历过程的感受与体验,在欢愉的探究中领悟结果,自主构建知识。
对此,笔者结合自己的教学实践,谈几点粗浅看法。
一、只有引导学生充分感悟过程,才能从根本上保证学生透彻地理解并掌握物理知识建构主义教育理论认为,知识是不能传递的,教师传递的只是信息,信息只有通过学生的主动建构(学习)才能产生智能的意义,才能变成学生认知结构中的知识。
可见,物理教师在日常的课堂教学当中,必须灵活处理教材,从“用教科书教”向“教教科书”的转变,积极创设条件,充分让学生通过主动探索、发现和体验,引导学生在亲身体验中清晰地感知物理现象,进而扎实掌握物理概念和规律。
比如,在“力”一节的教学中,笔者要求学生举出日常生活中亲身感受到的有力的作用的例子,于是,学生举出:球拍打球,球的速度大小和方向均发生改变;磁铁吸引铁钉,铁钉由静止开始运动;手拉弹簧,弹簧会伸长等等。
8.1_《牛顿第一定律》
3.把手中橡皮竖直抛向空中,看能否落在自己的手中。
演示实验:小车突然运动和突然停下来时表现的惯性现象。
通过演示实验,分析看到现象的原因是由于物体具有惯性。然后,引导学生分析自己坐汽车出行时,在汽车上的一些感受:汽车突然开动、汽车突然停止、汽车加速、汽车减速、汽车转向等。
三、教学方法
依据我对教材的理解和认识,依据《新课程标准》要求,我在整节课中设计中以
学生为学习的主体,教师是教学的主体。整节课中充分体现学生与老师双主体的教学模式。所以本节课我采用了以下的教学方法:讲授法、分组实验教学、学生讨论的学习的方法。本节课要求学生主动参与,在实验、讨论建立概念和规律的过程中,感受到透过现象看本质的思维方法。通过观察、实验、推理、尤其在“理想实验”对形成概念和发现规律的重要作用。
【课堂练习】
1.正在运动的物体,若它所受到的外力同时消失,则物体将()
A.立即停下来B.逐渐慢下来,最后停下来
C.运动方向或快慢将改变D.做匀速直线运动
2.下列说法中正确的是()
A.运动中的小车若不受外力作用,那么它将做匀速直线运动
B.运动的小车若不受外力作用,它将一定处于静止状态
C.小车不受外力作用,它一定处于静止状态
指导学生阅读教材中的实验,分析实验中要注意观察什么?实验的相同条件是
什么?不同的条件是什么?采用什么研究方法?
说明:三次让小车在斜面的同一位置由静止滑下,是为了保证小车刚到水平面时具有相同的速度。
观察:(1)毛巾、棉布、玻璃表面粗糙程度。
(2)小车在三个水平面上的运动的距离。
思考:(1)毛巾、棉布、玻璃表面粗糙程度不同说明了什么?
C.继续上升一段距离后下落D.静止一段时间后下落
亚里士多德和伽利略都不对
“亚里士多德和伽利略都不对!”——发自探究课堂的惊叹号公元前4世纪,以亚里士多德为代表的学者们认为重的物体一定比轻的物体下落得快,这种观点在近两千年里一直被人们奉为真理,直到17世纪才由伟大的物理学家伽利略所推翻。
在今天的科学课堂上,教师讲授这一知识采取的策略往往是先提出问题:重的物体与轻的物体哪个下落得快?然后假想学生对这个问题的认识与亚里士多德一样,都认为重的物体一定比轻的下落得快。
于是,教师开始做演示实验,努力纠正学生的这种错误观念,最后呈示结论:重的物体与轻的物体下落得一样快。
整堂课都沿着教师的思路进行,一切尽在教师的掌握之中。
可是,坐在下面的学生真的都认为重的物体一定比轻的下落得快吗?说不定有的学生已经预习过,早就知道了最后的结论;有的学生虽然嘴巴上接受教师教的、书上讲的观点,心里却另有想法。
对此,站在讲台上的教师又了解多少呢?最近,笔者在本所举办的青少年科学俱乐部的活动中,看到罗星凯教授以一种与众不同的方式给一群刚刚正式开始学习物理课程的学生讲同样内容的知识.所不同的是,罗老师转换了一个角度,扮演的不是真理传播者的角色,而是刻意站在错误观点的立场上以辩论的形式与学生一同探讨这个问题。
课堂上,罗老师在介绍了那段有趣的历史后,话锋一转说:“但是,我通过对大量日常生活现象的观察,确实认为重的物体一定比轻的物体下落得快!你赞成或者反对我的观点都可以,但要找证据讲道理才能让我信服。
”罗老师的话和他固执己见的态度,激起了学生的强烈反应。
学生们或低头思考或相互讨论,稍过片刻就有学生举手:“老师,我可以做一个实验驳你!”只见她两手拿着两张不同样式、大小也不同的纸片,解释说:“我右手的纸片比左手的轻,你看我放开它们(说着顺势放手),右边的纸片先落地,所以,老师你的看法不对!”罗老师摇摇头:“你这样不科学,凭什么说右手的纸片比左手的轻呢?我就说它比左手的纸片重!不行,我不服!”话刚说完,另一个学生站起来说:“老师,同一张纸片平分成两半,它们一样重吧?”罗老师点头:“这个我承认,不承认就是胡搅蛮缠啦!”(学生笑)“那么,我将其中一半揉成纸团。
伽利略和亚里士多德
伽利略伽利略·伽利雷(564年2月25日-1642年1月8日)是16-17世纪的意大利物理学家、天文学家。
伽利略发明了摆针和温度计,他在科学上为人类作出过巨大贡献,是近代实验科学的奠基人之一。
他被誉为“近代力学之父”、“现代科学之父”和“现代科学家的第一人”。
[1]他在力学领域进行过著名的比萨斜塔重物自由下落实验(后来考证有此实验),推翻了亚里士多德关于“物体落下的速度与重量成正比例”的学说(两个铁球同时落地),建立了自由落体定律;还发现物体的惯性定律、摆振动的等时性和抛体运动规律,并确定了伽利略相对性原理。
他是利用望远镜观察天体取得大量成果的第一人,重要发现有:月球表面凹凸不平、木星的四个卫星、太阳黑子、银河由无数恒星组成,以及金星、水星的盈亏现象等。
亚里士多德亚里士多德(公元前384—公元前322年),古希腊人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。
他创立了形式逻辑学,丰富和发展了哲学的各个分支学科,对科学作出了巨大的贡献。
亚里士多德认为分析学或逻辑学是一切科学的工具。
他是形式逻辑学的奠基人,他力图把思维形式和存在联系起来,并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。
在天文学方面,他认为运行的天体是物质的实体,地是球形的,是宇宙的中心;地球和天体由不同的物质组成,地球上的物质是由水气火土四种元素组成,天体由第五种元素“以太”构成。
在物理学方面,他反对原子论,不承认有真空存在;他还认为物体只有在外力推动下才运动,外力停止,运动也就停止。
在生物学方面,他对五百多种不同的植物动物进行了分类,至少对五十多种动物进行了解剖研究,指出鲸鱼是胎生的,还考察了小鸡胚胎的发育过程。
在教育方面,他认为理性的发展是教育的最终目的,主张国家应对奴隶主子弟进行公共教育。
使他们的身体、德行和智慧得以和谐地发展。
亚里士多德还曾提出许多数学和物理学的概念,如极限、无穷数、力的合成等。
亚里士多德的认识模式与伽利略科学认识思想的比较
理解 力 。 他不 同意这 种观 点 , 锋相 对地 指 出: 自然 界先按 照它 同环节 , 利略 会有针 对性 地采 用不 同的方 法 , 些方法 在那 儿 针 “ 伽 这 自己的方式制 造万物 , 然后 建立人类 理性使 其他 能理解万物 。伽 实 际构成 了近代 科学 方法 体系 的雏型 。 如 , ” 例 他在研 究 自由落 体 利 略承 认真 理 的客观 性 。“ 自然 科学 的结论 必须 是正确 的、 必然 运动 时 , 先用 逻辑分 析的方 法 , 出业里士 多德 落体观 念的错误 , 指 的, 以人 们意 志为 转移 的 , 不 我们 讨论 时就得 小心 不要使 自己为 然后 进行科 学观 察活动 和抽 象方法 , 后用 数学 的方法给 出 了 自 最 错误 辩护 : 因为在 这里 , 何一 个平凡 的人 , 要他碰 巧找到 了真 由落 体定理 的关 系式 。 说明 , 学方 法 的多样性 在认 识事 物过 任 只 这 科 理, 那么 一千 个亚里 士 多德都 要陷 于困境 。 ” 程 中是至关 重要 的 。 伽利 略还 正面 阐述 了他 的一些 科学 思想 。 首先 , 他重视 观察 总之 , 亚里 士多德 的认识模 式与伽 利略 的科学认识 思想 既有 的作 用 。 他认 为 日心 说 是从许 多观 察 中引 申出来的 , 因而是 具有 联系又 有 区别 。分析 二者 的联系 和 区别有 助 于我们 正确 地认 识 说 服力 的 。其 次, 利 略非 常强调 实验 的作用 。再 次 , 伽 伽利 略积 二者在科 学 认识 思想史 中 的地位 和作 用 。挖掘 其 中的积 极 因素 极倡 导数学 方法 。 和合 理成分 , 为现代 的科学 认识服 务 , 抛弃 其 中不合理 的因素 , 使
二、 伽利 略 的科 学认识 思想
人教版高中物理必修1同步练习:第二章 匀变速直线运动的研究 实验探究 测定重力加速度
人教(新课标)高中物理必修1同步练习:第二章匀变速直线运动的研究实验探究测定重力加速度一、实验探究题1.疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。
用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如题图1所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是________。
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________。
(填写各步骤前的序号)①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球,从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能,开始摄像(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如题图2所示。
已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是,由此测得重力加速度为________ 。
(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。
从该视频中截取图片,________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。
2.某活动小组利用图甲所示装置测定重力加速度.钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t A、t B。
用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h,小球的直径d。
(1)小球通过光电门A的速度是________,通过光电门B的速是________;(2)测得重力加速度为________。
(用题中字母表示)3.丁丁同学想通过频闪照相研究小球的自由落体运动,从而计算重力加速度。
如果得到的频闪照片如图,单位是厘米。
频闪的时间间隔T=0.04 s.,利用这些数据:①根据照片可以判断小球做匀加速直线运动,理由是________(请用文字描述);②由第一问的方法求当地重力加速度g的表达式为________;③若所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:________。
5...伽利略与亚里士多德的观点辨析
第一:阐明研究背景和伽利略生平。
第二:采用文献分析法找到伽利略科学方法论的产生背景,这包括自然哲学中的数学以及与数学相分离的实验。
参考书目及资料
伽利略
1585年---《天平》
1587年---《小天平》
1588年---《固体的重心>>
1640年---《关于两门新科学的谈话和数学证明》
演示课题成果所需的条件
借用校实验室进行实验
结题报告原文:
伽利略是近代科学的开创者,他的科学思想和科学方法,不仅具有科学进步的意义,更对方法论领域作出不可磨灭的贡献。这主要表现在:他用观察和实验的方法寻找科学定律,纠正了亚里士多德以来一直普遍采用的理性追求原因的方法,使近代科学研究方法应用于力学研究;此外,他把数学方法与实验方法有机地结合起来,尤其是把理想实验和真实实验结合起来,表现出科学是对人和自然的认识的思想。
第三:从三个角度分析伽利略科学方法论。首先,由伽利略实现了实验方法与数学方法相结合,成就了精密科学的理想方法;其次,伽利略创造了理想实验,实现了物理学的真正开端;最后,伽利略通过科学仪器的创新,为科学研究提供了有力保证。
第四:在第三章的基础上,评述了伽利略科学方法论的影响,并从两个方面进行了分析。首先,对自然科学的影响。伽利略的科学方法论对17、18世纪经典力学的形成和发展及后来一大批物理学家、数学家产生了深远影响;其次,对哲学的影响。伽利略建立的科学方法访谈法问卷法其他研究方法
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亚里士多德重力解释
亚里士多德重力解释
亚里士多德认为,物体下落速度与物体重力成正比。
例如,亚里士多德根据经验观察发现,石头、铁球这些重的物体会下落的较快,而像羽毛这类轻的物体下落的较慢,基于此,亚里士多德得出结论:“物体下落的速度与物体的重力成正比”。
这个说法听上去似乎很有道理,并且这一说法被人类信任了将近2000年,直到一个人的出现,才打破了这一错误的观点,这个人就是伽利略。
伽利略认为,“物体越重,下落速度越快”这一观点是不正确的,例如,按照亚里士多德的观点,当我们将一个1磅重和10磅重的铁球捆绑起来,10磅重的铁球相较于1磅重的铁球会下落的更快,那么10磅重的铁球就会受到1磅重的铁球的向上拉扯,所以10磅重的铁球的下落速度会变慢。
但是,如果把两个铁球看作一个整体,一个11磅重的物体下落速度肯定比10磅的快。
从以上两种情形的比对中可以发现,亚里士多德“物体下落的速度与物体的重力成正比”这一观点并不正确。
