主題一:古人對物體運動的研究歷程
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1. 伽利略又稱為實驗物理之父,因為他主張設計實
驗去檢驗物體運動的原理,其中最有名的為斜面
實驗測量物體運動的規律。右方表格為斜面實驗
結果,試從表格中數據判斷以下推論何者正確?
(A)下滑距離與時間成正比
(B)下滑距離與時間平方成正比
(C)下滑距離與時間無關配套
(D)下滑距離與時間成反比
(E)隨著時間增加,下滑距離變化越小。【雄女】
時間平方
1
4
9
16
25
36
49
64
亞里士多德認為:重的物體比輕的物體下落的快,重的物體先落地。伽利略發現了這一
理論在邏輯上的錯誤,並用實驗證明了亞里士多德的錯誤,據說是「比薩斜塔實驗」
又有人說這個實驗只是傳說。但是正確的物理結論是大家所熟知的:「在真空中,同時
做自由落體運動的物體每個時刻的速度都相同會同時落地,與物體運動快慢無關。」這
個物理實驗後來被人們在無數場合做了無數次驗證。美國曾經在阿波羅十五號飛船登陸
月球後,做了這個物理實驗,證明了伽利略的正確性。
在一個巨大的真空管中做這個實驗,用一個大的鐵球和一個羽毛,從真空管的頂端同時
釋放,可以清楚看見二者同時落地。這一個實驗推翻了亞里士多德的結論。事實證明,
只有用實驗來驗證得到的結論才是科學的。
接著在空氣中在相同高度,把鐵球和羽毛同時釋放,讓二者自由下落,顯而易見,羽毛
球慢悠悠下落,鐵球很快就先落地了。由此我們知道,不同輕重的物體,只有在不受阻
力,也就是只有在真空中同時、同高做自由落體運動時,才能同時落地。下列敘述哪些
正確?
(A)亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落的快這個理論適用於空氣中,不適用於真
空中
(B)鐵球和羽毛在空氣中自由落下鐵球先落地,表示鐵球加速度較大
(C)空氣阻力通常隨物體落下速度增大而增大,故在空氣中鐵球落下過程加速度越來越小
(D)因為月球表面的重力加速度為地表的一,故鐵球在月球表面從相同高度自由落下所需
時間為在地表的6倍(在真空管中)
E)真空中的羽毛與空氣中的金屬球在相同高度同時釋放,羽毛會先落地。 【道明】
時間
1
2
3
4
5
6
7
2,25 10₂
8
下滑距離
32
130
298
526
824
1b/sub
1192
1620
2104
