伽利略对摆动的研究通过什么使吊灯摆动,进而反复进行什么,发现了什么原理

摆钟原理是谁发现的? - 钟|ERWIN SATTLER-昂文德帝
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摆钟原理是谁发现的?
  人类生活在时间的长河中,一直探索测量时间的方法。古人发明了用沙漏、水钟等测量时间的装置,到了17世纪还在沿用这种计时手段。1656年,惠更斯制造出人类历史上第一个摆钟,使人类对时间的测量进入崭新的时代。那么,摆钟的原理是谁发现的呢?  最开始对的发明有贡献的是伽利略。伽利略是一位虔诚的天主教徒,每周都坚持到教堂做礼拜。1582年的一天,伽利略到教堂作礼拜。礼拜开始不久,一位修理工人不经意触动了教堂中的大吊灯,使它来回摆动。摆动着的大吊灯映入了伽利略的眼帘,引起他的注意。  伽利略把右手指按到左腕的脉搏上计时,同时数着吊灯的摆动次数。让他大为吃惊的是,两次测量的时间是相同的。这为后面摆钟的发明埋下了伏笔。经过伽利略的测量发现吊灯的摆动具有等时性,这就是伽利略关于摆钟的原理的最初发现。  伽利略回到房间后,找来丝线、细绳、大小不同的木球、铁球、石块、铜球等实验用品,在他的桌子上堆满了这些“乱七八糟”的东西。伽利略用细绳的一端系上小球,将另一端系在天花板上,这样就做成了一个单摆。就像摆钟的钟锤一样。  用这套装置,伽利略继续测量摆的摆动周期。他先用铜球实验,又分别换用铁球和木球实验。实验使伽利略看到,无论用铜球、铁球,还是木球实验,只要摆长不变,来回摆动一次所用时间就相同。这表明单摆的摆动周期与摆球的质量无关。可是,摆动周期是由什么决定的呢?伽利略继续从实验中寻找答案。这个发现对后来摆钟原理的发现极其重要。  惠更斯善于把科学实践和理论研究结合起来,透彻地解决问题,因此在摆钟的发明、天文仪器的设计、弹性体碰撞和光的波动理论等方面都有突出成就。  单摆等时性的发现,奠定了制造摆钟的坚实基础,为人类更加精确地测量时间开辟了道路。伽利略就曾经提出利用单摆的等时性制造钟表,但是,他始终没有把钟表制造出来。荷兰物理学家惠更斯继续了伽利略摆的研究工作,终于制造出摆钟,使伽利略制造钟表的设想变为现实。  惠更斯最出色的物理工作之一是对摆的研究,他建立了摆运动的数学理论,也同时运用到了摆钟的原理上去。惠更斯在重复伽利略的实验时发现,单摆的等时性只是近似成立,当摆动幅度增大时,摆的周期就会变化。惠更斯通过精心研究从理论上证明,真正等时的摆,摆动轨迹是一条摆线。  他通过严密的数学计算得到,要使摆动轨迹成一条摆线,单摆摆动时就必须按照一定的规律改变摆线悬点的位置。于是,惠更斯用实验寻找改变悬点位置的途径。这与后来摆钟的动力有关。  大量实验之后他终于发现用两块摆线状金属板,面对面夹住摆线,这样摆就完全保持等时性。惠更斯把这个设计用于制造摆钟,在解决了一系列技术问题之后,1656年他制造出人类有史以来第一个摆钟。惠更斯把制造的“有摆落地大座钟”献给了荷兰政府。1657年,他取得了摆钟的专利权。  在摆钟的原理被发现之后,标志着人类对时间的测量进入崭新阶段,并且,也督促着人类更加明确地建立起时间观念。自从摆钟问世以来,人们不断改变钟表的制造技术,使它的精密度越来越高。1929年,马里逊发明了石英钟,使测量时间的准确度提高到每天只差0.001秒。  现在人类不仅生产出美观大方、各式各样的、和石英钟,而且还制造出几百万年只差1秒的原子钟。随着科学技术的不断进步,测量时间的精确度还在不断提高。& & & 您可能还想了解:,,
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意大利科学家伽利略()是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停的摆动.伽利略被摆动的节奏性吸引住了.因为,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等.他决定仔细的观察.他知道脉搏的跳动是有规律的于是便按着脉搏注视着灯的摆动,发现每一次往返摆动的时间都相同.这使他又冒出一个疑问:假如吊灯受到强风吹动,摆得高了一些,每一次摆动的时间还相等吗?他首先进行了猜想:可能摆动的角越大,摆球的质量越大、摆球的绳越长摆动的时间越长.回到宿舍,他用长越1米的线绳和铁球制成一个摆(即单摆,如图),在偏角小于5度的情况下,测出它振动的次数(例如50次)所用的时间.然后再在更小的偏角下测定单摆振动相同次数所用的时间.比较两次的测定结果就会发现,单摆在不同偏角下振动相同的次数所用的时间是相同的.这就是说,幅度(即振幅)虽然改变了.单摆的周期(即:往复摆动一次的时间)却没有变.事实上,只要保持足够小的偏角,无论怎样改变单摆的幅度,它的振动周期都是不变的,这在物理学中叫做“摆的等时性原理”.取两个大小相同,质量不等的摆球,拴在两条等长的细线上,制成两个等长的单摆,再来测定它们的振动周期.可以看到,两个摆的摆球质量虽然不同,它们的振动周期却是相同的.取不同长度的单摆测定它们的振动周期,发现摆长越长,振动周期也就越长.阅读了以上这段材料后,请回答下面几个问题:(1)单摆振动的周期与什么因素有关?单摆振动的周期与摆球质量&、幅度&无关,与摆长&有关,关系是:摆长越短,振动周期越短&.(2)一座摆钟走的慢了,要把它调准,应该怎样改变它的摆长?为什么?答:应将摆长缩短;因为摆长越短,振动周期越短&.(3)这一结论在日常生活中有什么应用?请举2例.①调节摆钟的准确性&;②改变荡秋千的时间&.
本题难度:一般
题型:填空题&|&来源:网络
分析与解答
习题“意大利科学家伽利略()是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停的摆动.伽...”的分析与解答如下所示:
通过实验可知:单摆的幅度(即振幅)虽然改变,两个摆的摆球质量不同,但单摆的周期却是相同的;振动周期与不同长度的单摆有关,摆长越长,振动周期也就越长.
解:(1)根据实验结论分析可知:单摆振动的周期与摆球质量、幅度无关,与摆长有关,且摆长越短,振动周期越短;故答案为:摆球质量、幅度;摆长;摆长越短,振动周期越短;(2)摆钟走的慢了,说明单摆的周期变长,由摆长越短时振动周期越短可知;要把它调准,应将它的摆长缩短;故答案为:应将摆长缩短;因为摆长越短,振动周期越短;(3)摆长越短,振动周期越短;这一结论在日常生活中主要应用在与单摆有关的现象中;如:调节摆钟的准确性;改变荡秋千的时间.
本题很好的将物理知识和生活现象结合,是常见的题型,这类题能提高学生的做题兴趣,也能很好的利用学生其它方面的知识,达到学习物理的目的.
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意大利科学家伽利略()是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停...
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经过分析,习题“意大利科学家伽利略()是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停的摆动.伽...”主要考察你对“物理学方法”
等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
物理学方法
【知识点的认识】初中一般有这几种:一、观察法物理是一门以观察、实验为基础的学科.人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的.著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在
二、控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法--控制变量法.所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题.
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究.如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论.
电流与电压、电阻的关系
影响电阻大小的因素
影响滑动摩擦力大小的因素
影响蒸发快慢的因素
影响液体内部压强大小的因素
影响液体浮力大小的因素
影响压力作用效果(压强)大小的因素
影响电功大小的因素
影响电磁铁磁性强弱的因素
影响电流热效应大小的因素
三、转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们.这种方法在科学上叫做“转换法”. 如:分子的运动,电流的存在等,
四、类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习.如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,
五、比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性.
如,比较蒸发和沸腾的异同点、比较汽油机和柴油机的异同点、电动机和热机、电压表和电流表的使用.
六、归纳法
是通过样本信息来推断总体信息的技术.要做出正确的归纳,就要从总体中选出的样本,这个样本必须足够大而且具有代表性.比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电.在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论.
七、科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,如:在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动.
如:在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的.
八、放大法
在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察.我们就将产生的效果进行放大再进行研究. 比如音的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫球将其现象放大.
九、等效替代法
比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力所以叫等效替代法,在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法.
十、累积法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积法.【命题方向】一、观察法二、控制变量法三、转换法四、类比法五、比较法(对比法)六、归纳法七、科学推理法八、放大法九、等效替代法十、累积法 这些方法的使用,尤其在实验中的使用.【解题方法点拨】找准每一种方法的特点,结合例子去分析去理解.
与“意大利科学家伽利略()是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停的摆动.伽...”相似的题目:
我们要比较两电流的大小,可以通过观察流过同一灯泡时其明亮程度得知,这种方法叫做“转换法”.以下探究实验属于转换法的是&&&&为了形象直观地描述磁场,引入磁感应线探究物体吸热与哪些因素有关探究两串联电阻总电阻的大小相当于一个较大的电阻通过两磁体吸引大头针的多少来比较其磁性的强弱
物理研究中常常用到“等效替代法”“控制变量法”“类比法”等方法,下面是初中物理的几个实例①利用磁感线来描述磁场;②研究电流时把它与水流类比;③研究电路时引入“总电阻”概念;④研究力学问题时引入“合力”概念.上述实例中,采用了相同研究方法的是&&&&①②①③②③③④
小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,他们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是&&&&把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离让两球置于乒乓球桌面上方同一高度自由落下,比较它们反弹的高度用乒乓球拍分别打击两球,比较两球飞出去的距离用手捏乒乓球,比较它们的硬度
“意大利科学家伽利略()...”的最新评论
该知识点好题
1人类在探索自然规律的过程中,总结许多科学研究方法.如控制变量法、实验推理法、理想模型法、等效替代法等.下列过程中运用了“实验推理法”的是(  )
2下列实验中没有采用控制变量法的是(  )
3现有量杯、小酒杯(能浮在量杯中的水面上)、水和形状不规则的小石块,通过实验测石块:①体积,②在水中受到的浮力,③质量,④在水中受到的压强.能完成的是(  )
该知识点易错题
1(2004o安徽)人们常用推理的方法研究物理问题.在研究物体运动状态与力的关系时,某实验小组通过如图1所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并一直运动下去.推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中.如图2所示的实验中,现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出了“声音不能在真空中传播”这个结论的?
2(2002o海淀区)在物理实验中常用到等效替代法.例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻.在用如图所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法.其中Rx是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻值大于Rx.)(1)请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐.①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大.②闭合开关S1前,滑片P置于&&&&端.(选填“a”或“b”)③闭合开关S1.④闭合开关&&&&,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I.⑤先断开开关&&&&,再闭合开关&&&&,保持&&&&的电阻不变,调节&&&&,使电流表的示数仍为I.则此时R0=Rx(2)在此实验中,若将电流表改为电压表,其他器材不变,在虚线框内画出用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图.(要求所设计的电路在连接好后,只能通过开关改变电路连接情况)
3(2011o铜仁地区)如右图所示,其中“”是电阻箱,电源电压恒定但未知,现再给你一只电压表,请你想法测出未知电阻Rx的大小.(1)请把电压表画在右图中的合理位置上.(2)实验步骤:a.&&&&;b.&&&&.(3)Rx的表达式:Rx=&&&&.(4)此实验过程中运用的探究方法是&&&&.
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