1、.伽利略與自由落體的實驗地面上重物的下落是人類最早觀測到的自然現(xiàn)象之一。千萬年來，人們根據(jù)自己的日常經(jīng)歷都認為重物下落得快，輕物下落得慢。古希臘學者亞里士多德更把這上升到“理論：重的物體落地快，輕的物體落地慢。真正對自由落體運動進展科學研究的是意大利物理學家伽利略GGalilei，15641642。他在比薩大學任教期間，屢次對亞里士多德的觀點提出疑問，他巧妙地設(shè)計了一個“佯謬：假如亞里士多德的論斷成立，即重物比輕物下落速度大，那么將一輕一重的兩個物體拴在一起下落，“快的會由于被慢的拖著而減速，慢的會由于被快的拖著而加速，因此它將以比原來那個重物小的速度下落，但這兩個物體拴在一起要比原來那個重物

2、更重些。這樣，伽利略就從亞里士多德的重物較輕物下落得快的論斷，導(dǎo)出了重物下落得更慢的結(jié)論。這說明“亞里士多德錯了。伽利略認為，只有假定重力加速度與物體的重量無關(guān)，才能消除這個矛盾。伽利略向亞里士多德的挑戰(zhàn)觸怒了許多學者、教授，于是產(chǎn)生了流傳廣泛的斜塔實驗故事。比薩斜塔高179英尺，由于塔基問題，塔身發(fā)生傾斜，那正是理想的落體實驗場所。伽利略為了證明他的論斷，邀請了許多人到斜塔旁觀看，有他的支持者，也有他的反對者。伽利略一手拿著一個1磅重的鉛球，另一手拿著一個10磅重的鉛球，一步一步地登上斜塔。到了塔頂，他向下作了個手勢請觀眾注意，隨即雙手平舉兩個鉛球讓它們同時下落，最后“啪！的一聲，兩個重量相

3、差9倍的鉛球同時落地。伽利略成功了。這個實驗是否由伽利略操作，從當時的各種文獻記載包括伽利略本人的著作中都無法得到證實。但重要的是，斜塔實驗反映了當時的研究者們，對自由落體實驗已有很深化的認識：自由落體的速度極快，為了表達重物、輕物下落速度不同造成下落間隔 不同，必須有相當?shù)母叨纫孕纬蛇@種差異。這就是自由落體實驗要在50多米高處的當?shù)刈罡叩慕ㄖ锷线M展的緣故。意大利各地的高塔不少，為什么流傳下來的卻是一個“斜塔實驗？這可能是千百次失敗帶來的一個必然結(jié)果。由于伽利略當時名聲顯赫，崇拜者們就把斜塔實驗的功績歸到他的頭上。不過，下面的“斜面實驗確是伽利略親自設(shè)計和操作的。在垂直方向觀測自由落體的落地

4、，在當時的技術(shù)條件下是很困難的，因為即便在50多米高處下落的物體，到達地面也只要花3秒多鐘。為了仔細觀測重力作用下物體運動的特點，伽利略設(shè)計了一個能將運動時間“放大的斜面實驗。他在一塊厚木板上刻一道槽，并將槽打磨得很光滑。再取一個堅硬、光滑并很圓的銅球，放在槽里滾動。抬高槽的一端，使槽傾斜，這樣，銅球就在一個斜面上滾動。實驗開場時，讓銅球放在槽頂沿著槽滾下，并記錄整個下滑時間。重復(fù)幾次，“以便使測得的時間準確到兩次測定的結(jié)果相差不超過一次脈搏的非常之一。進展這樣的操作，肯定了我們的觀察是可靠的以后，將球滾下的間隔 改為槽長的四分之一，測定滾下的時間，我們發(fā)現(xiàn)它準確地等于前者的一半。下一步，我們用另一些間隔 進展試驗，把全長所用的時間與全長的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分數(shù)所用的時間相比較。像這樣的實驗，我們重復(fù)了整整100次，結(jié)果總是經(jīng)過的間隔 與時間的平方成比例，并且在各種不同坡度下進展實驗，結(jié)果也都如此伽利略在?兩種新科學的對話?中所記述的這段話，已道出了勻加速運動中經(jīng)過的間隔 與時間的平方成比例的根本規(guī)律。根據(jù)斜面實驗，伽利略還提出了慣性的概念。根據(jù)亞里士多德的物理學，保持物體勻速運動的是力的持久運動。但是，伽利略從小球在程度面上運動的實驗推測，假如沒有摩擦力等阻力的作用，小