研究论文单摆

原地跳是在定住车时，把前轮拉起，身体往下压，这时候重量大部分在后胎上面，然后手把身体往上拉，收脚，不要担心脚踏会飞，因为你在身体下压的过程中轮胎已经产生弹性形变，收脚的时候后轮会像弹簧一样弹出附在你脚上，这时身体已经在上移，车子随之也跳了起来。动作很简单，多多练习就会熟练

伽利略·伽利雷(1564～1642)意大利天文学家、力学家、哲学家。 1564年2月15日生于比萨，1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽利莱(Galilei)，他的全名是Galileo Galilei，但现已通行称呼他的名Galileo，而不称呼他的姓。 生平： 伽利略1572年开始上学，1575年随家迁居佛罗伦萨进修道院学习。1589年被聘为比萨大学的数学教授。1591年到威尼斯的帕多瓦大学任教。1609年回佛罗伦萨，1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士。1633年2月以“反对教皇,宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终身监禁。1638年以后，双目逐渐失明，晚景凄凉。1642年1月8日逝世。三百多年后，1979年11月10日，罗马教皇不得不在公开集会上宣布：1633年对伽利略的宣判是不公正的。1980年10月又提出重审这一案件，并在罗组成一个包括不同宗教信仰的世界著名科学家委员会来研究伽利略案件的始末，研究科学同宗教的关系，研究伽利略学说的科学价值及其对现代科学思想的贡献。 主要贡献： 可分下列三个方面： ①力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后，他经过长久的实验观察和数学推算，得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间，他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文。不久又写了论文《论重力》，第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式，因此声名大振。与此同时，他对亚里士多德的许多观点提出质疑。 在1589～1591年间，伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”，即在忽略空气阻力条件下，重量不同的球在下落时同时落地，下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载，落体实验是在比萨斜塔上公开进行的，但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。 伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。 伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。 伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理. 伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述。在这本不朽著作中，除动力学外，还有不少关于材料力学的内容。例如，他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析，正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。他指出，对长度相似的圆柱形梁，抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的简支梁，正确指出最大弯矩在载荷下，且与它到两支点的距离之积成比例。伽利略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析，指出工程结构的尺寸不能过大，因为它们会在自身重量作用下发生破坏。他根据实验得出，动物形体尺寸减小时，躯体的强度并不按比例减小。他说：“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗，但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起。” ②天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。 ③哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性，这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义。但由于历史的局限性，他强调只有可归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的。 伽利略因为支持日心说入狱后，”放弃了”日心说，他说”考虑到种种阻碍，两点之间最短的不一定是直线”，正是因为他有这样的思想，暂时的放弃换得永远的支持，没有像布鲁诺那样去壮烈，但却可以为科学继续贡献自己的力量。 伽利略奥．伽利略（Galileo Galilei,1564 - 1642）是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家、力学家和哲学家，也是近代实验物理学的开拓者。他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。 一．伽利略生平 伽利略于1564年2月15日出生于意大利西部海岸的比萨城，他原籍佛罗伦萨，出身没落的名门贵族家庭。伽利略的父亲是一位不得志的音乐家，精通希腊文和拉丁文，对数学也颇有造诣。因此，伽利略从小受到了良好的家庭教育。 伽利略在十二岁时，进入佛罗伦萨附近的瓦洛姆布洛萨修道院，接受古典教育。十七岁时，他进入比萨大学学医，同时潜心钻研物理学和数学。由于家庭经济困难，伽利略没有拿到毕业证书，便离开了比萨大学。在艰苦的环境下，他仍坚持科学研究，攻读了欧几里德和阿基米德的许多著作，做了许多实验，并发表了许多有影响的论文，从而受到了当时学术界的高度重视，被誉为“当代的阿基米德”。 伽利略在25岁时被比萨大学的数学教授。两年后，伽利略因为著名的比萨斜塔实验，触怒了教会，失去这份工作。伽利略离开比萨大学后，于1592年去威尼斯的帕多瓦大学任教，一直到1610年。这一段时期是伽利略从事科学研究的黄金时期。在这里，他在力学、天文学等各方面都取得了累累硕果。 1610年，伽利略把他的著作以通俗读物的形式发表出来，取名为《星空信使》，这本书在威尼斯出版，轰动了当时的欧洲，也为伽利略赢得了崇高的荣誉。伽利略被聘为“宫廷哲学家”和“宫廷首席数学家”，从此他又回到了故乡佛罗伦萨。 伽利略在佛罗伦萨的宫廷里继续进行科学研究，但是他的天文学发现以及他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日心说的观点。因此，伽利略开始受到教会的注意。1616年开始，伽利略开始受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。 伽利略的晚年生活极其悲惨，照料他的女儿赛丽斯特竟然先于他离开人世。失去爱女的过分悲伤，使伽利略双目失明。即使在这样的条件下，他依然没有放弃自己的科学研究工作。 1642年1月8日，凌晨4时，伟大的伽利略——为科学、为真理奋斗一生的战士，科学巨人离开了人世，享年78岁。在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。” 二．伽利略和他的科学发现 古希腊在物理学说方面有两大学派，一派以哲学家亚里士多德为代表，另一派则以自然科学家阿基米德为代表。两人皆是古代希腊蓍名的学者，但由于两人的观点和方法不同，其科学结论也就各异，并形成了鲜明的对立。亚里士多德学派的观点基本是唯心的，他是凭主观思考和纯推理方法作结论的，所以是充斥着谬误。而阿基米德学派的观点基本是唯物的，他完全依靠靠科学实践方法得出结论。 然而从11世纪起，在基督教会的扶持下，亚里士多德的著作得到了经院哲学家的重视，他们排斥阿基米德的物理学，把亚里士多德的物理学奉为经典，凡违反亚里士多德物理学的学者均被视为“异端邪说”。但伽利略却对亚里士多德的物理学抱怀疑态度，相反他特别重视对阿基米德物理学的研究，他重视理论联系实际，注意观察各种自然现象，思考各种问题。在伽俐略十八岁那年，一次到比萨教堂去做礼拜，他注意到教堂里悬挂的那些长明灯被风吹得一左一右有规律地摆动，他按自己脉博的跳动来计时，发现它们往复运动的时间总是相等的。就这样他发现了摆的等时性，后来荷兰物理学家惠更斯根据这个原理制成挂摆时钟，人们称之为"伽利略钟"。 伽利略根据阿基米德的学说，作了迅速确定合金成分的流体静力天平的研究，发明了可以测定物质密度的"小天平"，写出了名为《小天平》的论文。后来他又潜心研究了物体重心的几何学，于1588年发表了《固体的重心》的论文，引起学术界的注意。第二年，在友人的推荐下，被比萨大学聘任为数学教授。 亚里士多德认为两个物体以同一高度落下，重的比轻的先着地。但伽利略经过反复的研究与实验后，得出了与之截然相反的结论：物体下落的快慢与重量无关。1590年，伽利略在比萨斜塔公开作了落体实验，验证了亚里士多德的说法是错误的，使统治人们思想长达2000多年的亚里士多德的学说第一次发生动摇。而应邀前来观看的一些著名学者却否认自己亲眼见到的一切，他们群起攻击伽利略。1591年，伽利略被比萨解聘。 从科学史上看，伽利略并不是落体实验的首创者，其首创者是比利时的斯台文。但伽利略的比萨斜塔实验所造成的影响却是更为深远的。 1592年，伽利略来到威尼斯的帕多瓦大学任教，开始了他科学活动的黄金时期。在这一时期，他研究了大量的物理学问题，如斜面运动、力的合成、抛射体运动等。他还对液体与热学作了研究，发明了温度计。1609年，伽利略制成了天文望远镜，并用这台望远镜去探索宇宙的奥秘，他发现月球的表面凹凸不平，有高山深谷；木星有四颗卫星围绕它旋转，金星和月亮一样有盈有亏；土星有光环；太阳有黑子，能自转。银河是由于千千万万颗暗淡的星星所组成。这些发现为哥白尼、布鲁诺的观点提供了有力的证据。对教会的信条进行了严厉的打击。 第二年，他出版了《星际使者》，通俗地向读者介绍他观察到的天空现象，宣传了他的观点。这部著作在欧洲引起了极大的轰动，伽利略因此被称为“天空的哥伦布”。1613年，他在罗马发表了《论太阳黑子》。该书以书信形式明确指出了哥白尼学说是正确的，托勒密学说是错误的。由此伽利略触怒了教会，开始受到宗教裁制所的审讯。 在教廷的压制下，伽利略仍继续科学研究，在长期观察和研究天体运动的实践中，他更加坚信哥白尼学说的正确性。1632年1月，伽利略在佛罗伦萨出版了《关于托勒密和哥白尼的两大世界体系的对话》。他在书中用三位学者对话的形式，作了四天的谈话。讨论了三个问题：1、证明地球在运动；2、充实哥白尼学说；3、地球的潮汐。《对话》总结了伽利略长期科研实践中的各种科学发现，宣告了托勒密地心说理论的破产，从根本上动摇了教会的最高权威，从而推动了唯物论思想的发展。这部著作一经出版便受到广大读者的欢迎。但却遭到了罗马教会的反对。伽利略因此而受到了长期的监禁。 1636年，伽利略在监禁中偷偷地完成了他一生中另一部伟大的著作《关于两种新科学的对话》。该书于1638年在荷兰出版。这部伟大著作同样是以三人对话形式写的。“第一天”是关于固体材料强度的问题，反驳了亚里士多德关于落体的速度依赖于其重量的观点；“第二天”是关于内聚作用的原因，讨论了杠杆原理的证明及梁的强度问题；“第三天”讨论了匀速运动和自然加速运动；"第四天"是关于抛射体运动的讨论。这一巨著从根本上否定的亚里士多德的运动学说。 三．伽利略的科学研究方法 伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。例如，为了说明惯性，他曾设计一个无摩擦的理想实验：在一定点O悬挂一单摆，将摆球拉到离竖直位置一定距离的左侧A点，释放小球，小球将摆到竖直位置的右侧B点，此时A点与B点处于同一高度。若在O的正下方C用钉子改变单摆的运动路线，小球将摆到与A、B两点同样高度的D。伽利略指出，对于斜面会得出同样的结论。他将两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦，小球将上升到原来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面达到原来的高度就要通过更长的距离。继续使第二个斜面的倾角越来越小，小球将合滚得越来越远。如果第二个斜面改成水平面，小球就永远达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。伽利略设计的实验虽是想象中的，但却是建立在可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特征，化繁为简，易于认识其规律。伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。 四．伽利略在科学史上的地位 伽利略的科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点，更创立了研究自然科学的新方法。 伽利略在总结自己的科学研究方法时说过，“这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得许多人的重视。”后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，他导出了单摆的周期公式和向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人的工作后，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人的精神财富是宝贵的。爱因斯坦曾这样评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端！”

问问耍杂技的....

基础物理教学的主要任务是素质教育，素质教育已成为现代教育的核心，在当前“减负”的形式下，认真高效地组织课堂教学是十分重要的，而充分利用课余时间，组织学生开展物理课外活动，对进一步培养学生的物理兴趣，开阔学生知识面，开发学生的特长和潜能，提高学生的能力和综合素质都是十分有益而且必要的。我在近几年的教学中，不断尝试在课外活动中提高学生的素质，本文将就几次具体活动谈谈个人的做法与体会。活动一、寓物理实验于百米赛跑中高一学过“平均速度”后，为使学生更好地理解平均速度的概念及物理意义，特别是平均速度的数值跟在哪一段时间（或哪一段位移）内计算有关，我与体育老师配合，尝试了一次有趣的课外实验___即在百米赛跑中测平均速度。具体过程如下：1、组织学生准备：明确本次活动的内容、目的、任务，指导学生通过讨论，设计本次实验的方法、步骤、器材。学生们在讨论中确定了两种方案：一是将整个路程分为几段（如分为5段，每段20米），测出每一段所用时间，进而求出每一段位移的平均速度，并加以分析比较；二是将时间分出几段，测每一段的位移，从而求出每一段不同时间内的平均速度进行分析比较。大家一致认为后一种方法较难控制，但为了更准确全面地实现目的，我们还是决定按两种方案分别进行。并将学生分组，布置任务，分头准备器材（秒表、皮卷尺、小旗等），与体育老师联系好，安排时间、场地。2、组织学生实验测试：将学生分为数小组，一般每小组5人，按照以上两种方案分别进行。每两小组又结对配合实验，即一组做为被测组依次进行百米赛跑，而另一组做为测试组负责裁判、记时、记录，然后两组轮还。如按第一种方案，将跑道分为5段，并插好小旗做标志，测试组的同学分别站在标志处准备记时，被测试的同学做好准备后，教师吹哨提醒后发令起跑，负责测试的同学同时开始记时，当被测同学经过自己位置时停表记下时间，并汇总记录，然后下一同学继续测试。3、组织学生进行数据处理、分析讨论：根据实验中测得的数据，按所学知识，每位同学都可计算出自己在每一段位移（或每一段时间）内的平均速度，并据此进行讨论，如自己在每一段位移（或每一段时间）内的平均速度是否相等？不同同学在相同位移（或时间）内的平均速度是否相等？平均速度能否反映为同同学跑得快慢？如何才能更准确地描述运动的快慢？......通过以上生动活泼的课外实验，不但使学生加深了对所学知识的理解和掌握，而且培养了学生的实验能力、组织能力、科学思维分析能力。对高一学生来说，将陌生而抽象的物理问题与他们熟悉而生动的体育活动结合起来，既使学习过程变得形象有趣，也使单调劳累的体育锻练变得轻松活泼并富有意义，很容易激发学生的兴趣，使他们在积极的“身体力行”中心领神会地掌握了知识，也同时锻练了身体，增强了体育素质。另外此次活动中，我只是提出要求稍加指导，从计划、准备到组织、实施基本由学生自己完成，这一方面培养了学生们的组织管理能力，也使他们在活动加强了团结协作、互相帮助的集体主义思想。活动二、千方百计测重力加速度高一学完力学知识后，我给学生布置了这样一个课外活动：请你用所学的力学知识，设计几种测定重力加速度的方法，并亲自做一做，比较一下结果，并分析造成误差的原因和改进措施。题目一公布，同学们就活跃起来了，积极地查资料、想办法、互相交流、讨论，综合运用刚学的力学知识，设计出了多种方案，并一一实现，主要有以下几种：方法一、根据G＝mg，只要测出给定物体的重力G和质量m，便可由g＝G/m求出。这种方法从原理到实际操作都十分简单，而由于中学条件下无法十分精确地测量力，导致误差较大，但这也不失为一种简单朴素的方法。方法二、利用自由落体运动知识，测出下落高度h和下落时间t，根据公式h= gt2 /2 ,即得：g=2h/t2 。学生们实际实验时，登上四层高的教学大楼，用卷尺测出楼高（下落高度）；而测下落时间时，大家又设计了多种方法：有的同学在地面放一块铁板，从楼上释放重物的同时开始启动秒表计时，当听到重物落地撞击铁板发出响声时结束计时，有的同学则设计了一个巧妙的电磁继电器装置用来自动控制计时等等。这一实验学生很容易理解，因而表现出很高的热情，实验十分起劲，同时他们还模仿了比萨斜塔实验，验证了轻重不同的物体同时落地，但是，由于该实验中空气阻力的不可避免、计时的误差、测量高度的误差等因素都会影响测量结果的精确度。方法三、利用高一物理学生实验四《验证机械能守恒定律》的实验装置，仿照实验三《测定匀加速运动的加速度》的实验原理，测出自由下落的铁锤在连续相等的时间间隔T内的位移之差ΔS，然后由公式g＝ΔS/T2，即可得出g。这个实验综合运用了两个学生实验，体现了学生对所学知识的掌握和综合、灵活应用能力，此实验由于摩擦的存在也会造成较大的误差。方法四、利用单摆的周期公式测。这种方法教材中已有一个学生实验，但同学们并没满足于此，他们积极开动脑子，对实验作出了许多改进，进一步减小了误差，取得了较好的效果。这次活动充分发挥了学生思维的发散性，锻炼了他们思维的流畅性、灵活性、综合性和创造性，显示了学生的才能，使他们的思维素质得到了一定的培养和提高。活动三、用万用表查电路故障学过电学知识后，不少同学有这样的困惑：怎样才能将所学的知识与实际结合起来？往往可以熟练地解一道电路题，但一碰到实际问题便觉得不知所措，例如排除实际电路故障、或要安装一个简单的应用电路等。1997年高考物理试题中有一道使用万用表查电路中断线位置的多项选择题，即14题。原题为：在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断线，某同学想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中、符合操作规程的是：(图略)A、直流10V档 B、直流档C、直流档 D、欧姆档该题设计新颖、构思巧妙，将物理知识和实践有机地结合起来，要求学生不但能熟练地掌握有关万用表的原理、使用等知识，而且要能在实践中灵活地加以运用。因此，我们从该题入手，与劳技老师配合，安排学生利用课外时间学习用万用表检修电器的初步知识和技术。首先我让学生通过所学知识分析、研究上题，并做出总结，学生们很快便从理论上掌握了方法，明确了用万用表的电压档、电流档、欧姆档或三者组合起来都能够方便地查出电路的故障，只是在原理、方法和注意事项上有所不同。然后我们又在实验室设置了许多故障电路，让学生亲自动手查除其中的故障，经过反复地练习，同学们能够将理论知识跟实际操作熟练地结合起来后，我们又将搜集来的有故障的小收音机、录音机、电话等小电器发给大家，让他们结合劳技课上所学的电子技术知识学习检修其中的故障。同学们兴趣非常高，但也遇到了许多困难，为此不少同学主动地学习了有关电子技术、无线电等知识，掌握了焊接、装配等技术，克服了这些困难，看到自己修好的小收音机，他们都高兴得跳了起来。这次活动持续时间很长，从学习知识、练习方法，到真正地实践检修，一个多月后才有第一台收音机修好，期间的困难也确实很多，但同学们一直保持着很高的兴趣，不断地学习，不断地探索，不断地克服困难直止成功，表现了他们的坚强和毅力。有几个同学甚至还成为维修“高手”，他们已能熟练地排除一些小电路故障，日常还利用自己的技术主动热情地为大家服务，在学习雷锋的活动中表现突出，成为助人为乐的标兵，从而培养了他们良好的思想品德素质。另外这次活动也渗透着现在流行的“STS”教育的思想，将学科理论、科学技术和社会生活紧密地结合了起来，对于学习知识、培养能力、激发兴趣、提高学生的综合素质都起到了重大的作用。活动四、美丽的七色在光学中，我们认识了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，通过光的色散，我们观察到了这美丽的七色光，在光的干涉、衍射中同学们进一步认识了它，大家对这绚丽的七色充满着好奇，我趁机鼓励同学们深入探索其中奥秘，要求学生通过课外的观察、实验并查阅有关材料，解开自己心头的疑惑，并撰写成物理小论文，编辑成小小物理报，供大家共同学习、鉴赏。活动中学生们的知识、思维、兴趣、想象力等都得以极大的提高，他们阅读了大量的科普杂志和读物，如《中学科技》、《我们爱科学》、《知识就是力量》及有关的光学书籍，并对相关内容认真地做了笔记，仔细分析了几个实验并加以改进，成功地做了观察太阳光谱、人造彩虹、薄膜干涉、单缝衍射等实验，很自然地他们对相关的光学知识有了更清晰的理解，这远比教师在课堂上反复地讲、不断地练好得多。按要求，同学们将他们的认识都写了下来，有的同学对色散现象很感兴趣，他们对大气中的虹、霓、霞、华等现象作出了分析讨论；有的同学对光的干涉和衍射现象及其应用谈了自己的看法；有的同学在活动中了解了全息技术、激光技术等高科技并对此表现出极大的兴趣，立志要学好光学知识，为祖国的现代化建设做贡献；更多的同学不仅从中学到了知识、开阔了视野，而且感受到了物理之美、科学之美、大自然之美、人类智慧之美，从而陶冶了情操，培养了鉴赏美、表现美、创造美的综合审美素质。总之，课外物理活动把课堂上所学的物理知识结合于实践，寓趣味性、科学性于一体，即发展了学生的智力因素，又有利于非智力因素的提高，同时也大大地丰富了学生们的课余生活，使他们在“减负”后不致于无所事施，从而真正地实现“减负”的目的，全面地提高学生的综合素质。