伽利略斜面实验的再现方法

周 权

(南京市第一中学,江苏 南京 210001)

“伽利略对自由落体运动的研究”是新版人教版教科书编写的一个特色,该节编排在“自由落体运动”之后,在学习自由落体运动时,学生已经历了用打点计时器研究自由落体运动过程,对自由落体运动的性质有了充分认识．这篇图文并茂、层次清晰的科学散文,旨在让学生经历伽利略对自由落体运动的研究过程,渗透数学推理和实验验证相结合的研究方法．

从笔者的实践来看,本节的难点是伽利略斜面实验的再现．一方面,伽利略当年的斜面约5.5 m长,准备这么长的斜面确实不太方便,而且一般教室讲台的长度也不够摆放．另一方面,许多教师认为伽利略所述的水钟和节拍计时都不够精确,转而采用秒表测时间,甚至放弃实验．笔者以为这样的方案,背离了文章作者的本来意图,不能展示该实验的教育教学价值,也难以让学生信服．我国著名物理教育家朱正元先生曾说:“坛坛罐罐当仪器、拼拼凑凑做实验”,其实我们完全可以利用身边的器材,很好地完成伽利略的斜面实验．

1 伽利略的实验方案

取大约12 库比特(1库比特=45.7 cm)长、半库比特宽、三指厚的一块木料,在上面开一条比一指稍宽的槽,把它做得平直和光滑,贴上羊皮纸使它光滑,用一个光滑的小铜球沿着槽滚下……在完成这种操作并且确认它的可靠性后,我们现在仅在槽的1/4长度上滚这个球;发现它精确地是前者的一半．接下去我们尝试别的距