探索物理现象：自由落体中，羽毛与铁块是否同时着地？

2024-06-12 百科知识版权反馈

【摘要】：伽利略由此推断物体下落的速度不应该是由其重量决定的。做过自由落体定律实验的比萨斜塔伽利略的这一科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学史上都占有极其重要的地位。为了证实和传播哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。

自由落体　羽毛和铁块会同时落地吗？

众所周知，羽毛的重量是非常轻的，我国古语中就有“轻如鸿毛”这样的说法，而铁块是非常重的，拿在手中感觉总是沉甸甸的。那么如果在高处把同样重量的羽毛和铁块同时抛下，谁会先着地呢？也许你会想，铁块那么重，当然是铁块先落地啊！可是，事实真是这样吗？

极限运动爱好者在自由落体中体验失重的乐趣

世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一——柏拉图的学生、亚历山大的老师——亚里士多德认为，地球是宇宙的中心，是一切空中运动物体的天然归宿。物体的重量越大，其趋向天然位置的倾向也越大，所以其下落的速度也越大。简单地说，就是物体下落的速度与质量成正比。这样的解释就可以说明许多事物，比如说羽毛比石头轻，它的下落速度就会比石头慢。

以伽利略名字命名的卫星

亚里士多德的许多思想被人们所坚信，再加上他的学说被宗教所利用，因此，他的空中物体自由运动理论便成为了当时最经典最权威的理论，统治人们的思想达两千年之久。直到1636年，一个名叫伽利略的科学家对亚里士多德这一学说提出了疑问。

他在他的《两种新科学的对话》一书中写到：依照亚里士多德的理论，假设有两块石头，大的重量为8，小的为4，则大的下落速度为8，小的下落速度为4，当两块石头被绑在一起的时候，下落快的会因为慢的而被拖慢。所以整个物体下落速度在4～8之间。但是，两块绑在一起的石头的整体重量为12，下落速度也就应该大于8，这就陷入了一个自相矛盾的境界。伽利略由此推断物体下落的速度不应该是由其重量决定的。他在书中设想，自由落体运动的速度是均匀变化的。

在课堂上，在学生们的面前，伽利略把一块砖和另外一只手的两块砖同时从相同的高度扔了下来，结果证明亚里士多德的结论是错误的，但是，大多数人都不愿接受伽利略的科学发现。他的朋友里奇，一名数学家，看到伽利略的砖块落地演示后，说道：“我只承认两块砖块与一块砖块是以相同的速度落地的，但是我仍不能轻易相信亚里士多德的理论是错误的，你还是找另外的实例再来证明吧！”此时，伽利略认为自己需要公开进行一次更有说服力的实证演示，让众人接受他的观点。据说，为了演示新发现，他站在著名的比萨斜塔顶上，从191英尺的高度同时扔下一个10磅的铅球和一个1磅的铅球，两个铅球同时落地，顿时全场哗然，伽利略的理论随着这次实验被越来越多的人认同。(www.chuimin.cn)

做过自由落体定律实验的比萨斜塔

伽利略的这一科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学史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极其珍贵的，对此，爱因斯坦曾有过这样的评价：“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！”为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。

伽利略发明的折射望远镜

伽利略

伽利略是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的物理学家、天文学家、数学家、哲学家，也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。1564年2月15日，伽利略生于比萨，历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。

探索物理现象：自由落体中，羽毛与铁块是否同时着地？

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