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理想實(shí)驗(yàn) 理想實(shí)驗(yàn),又叫做“假想實(shí)驗(yàn)”、“抽象的實(shí)驗(yàn)”或“思想上的實(shí)驗(yàn)”,它是人們?cè)谒枷胫兴茉斓睦硐脒^(guò)程,是一種邏輯推理的思維過(guò)程和理論研究的重要方法?!袄硐雽?shí)驗(yàn)”雖然也叫做“實(shí)驗(yàn)”但它同前面所說(shuō)的真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)有原則區(qū)別的,真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐的活動(dòng),而“理想實(shí)驗(yàn)”則使一種思維的活動(dòng):前者是可以將設(shè)計(jì)通過(guò)物化過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),后者則使由人們?cè)诔橄笏季S匯總設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的“實(shí)驗(yàn)”。
但是,“理想實(shí)驗(yàn)”并不是脫離實(shí)際的主觀臆想,首先,“理想實(shí)驗(yàn)”是在真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,抓住主要因素,忽略次要因素的影響,對(duì)實(shí)際過(guò)程作出更深入一層的抽象分析。其次,“理想實(shí)驗(yàn)”的推理過(guò)程,是以一定的邏輯法則為根據(jù)的,而這些邏輯法則,都是從長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的,并為實(shí)踐所證實(shí)了的。
在自然科學(xué)的理論研究中,“理想實(shí)驗(yàn)”具有重要的作用。作為一種抽象思維的方法,“理想實(shí)驗(yàn)”可以使人們對(duì)實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)有更深刻的理解,可以進(jìn)一步揭示出客觀現(xiàn)象和過(guò)程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并由此得出重要的結(jié)論。
作為經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)的慣性定律,就是“理想實(shí)驗(yàn)”的一個(gè)重要結(jié)論。這個(gè)結(jié)論是不能直接從實(shí)驗(yàn)中得出的。伽利略曾注意到,當(dāng)一個(gè)球從一個(gè)斜面上滾下而又滾上第二個(gè)斜面時(shí),球在第二個(gè)斜面上所達(dá)到的高度同它在第一個(gè)斜面上開(kāi)始滾下時(shí)的高度幾乎相等。伽利略斷定高度上的這一微小差別是由于摩擦而產(chǎn)生的,如能將摩擦完全消除的話,高度將恰好相等。然后,他推想說(shuō),在完全沒(méi)有摩擦的情況下,不管第二個(gè)斜面的傾斜度多么小,球在第二個(gè)斜面上總要達(dá)到相同的高度。最后,如果第二個(gè)斜面的傾斜度完全消除了,那么球從第一個(gè)斜面上滾下來(lái)之后,將以恒定的速度在無(wú)限長(zhǎng)的平面上永遠(yuǎn)不停運(yùn)動(dòng)下去。這個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)橛肋h(yuǎn)也無(wú)法將摩擦完全消除掉。所以,這只是一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”,但是,伽利略由此而得到的結(jié)論,卻打破了自亞里士多德以來(lái)1000多年間關(guān)于受力運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)外力停止作用時(shí)便歸于靜止的陳舊觀念,為近代力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。后來(lái),這個(gè)結(jié)論被牛頓總結(jié)為運(yùn)動(dòng)第一定律,即慣性定律。
“理想實(shí)驗(yàn)”在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用,但是,“理想實(shí)驗(yàn)”的方法也有其一定的局限性?!袄硐雽?shí)驗(yàn)”只是一種邏輯推理的思維過(guò)程,它的作用只限于邏輯上的證明與反駁,而不能用來(lái)作為檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確與否的標(biāo)準(zhǔn),相反,由”理想實(shí)驗(yàn)”所得出的任何推論,都必須由觀察或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)。
(1)理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是
科學(xué)實(shí)驗(yàn)
科學(xué)實(shí)驗(yàn)
。
(2)下面是伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)打亂后的步驟:
①減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度。
②兩個(gè)對(duì)接的斜面,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面。
③如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度。
④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng)。
在上述的實(shí)驗(yàn)步驟中,有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí),其余是推論,屬于可靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是
(填序號(hào)),把上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按正確的順序排列是
②③①④
②③①④
(填序號(hào))。
(3)大家耳熟能詳?shù)谋人_斜塔上“兩個(gè)鐵球同時(shí)著地”的實(shí)驗(yàn),其實(shí)在歷史上并沒(méi)有確切的記載,但是對(duì)于亞里士多德認(rèn)為的“質(zhì)量大的物體下落快”的說(shuō)法,伽利略用了理想實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)反駁。
根據(jù)亞里士多德的理論,兩個(gè)鐵球,一個(gè)10磅(磅是一種質(zhì)量單位),一個(gè)1磅,同時(shí)從高處落下來(lái),10磅的一定先著地,速度是1磅的10倍。那么把這兩鐵球栓在一起,落得慢的就會(huì)拖住落得快的,落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球
(快/慢);但是,如果把拴在一起的兩個(gè)鐵球看作一個(gè)整體,就是11磅,落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球
(快/慢);這樣,從一個(gè)事實(shí)中卻可以得出兩個(gè)相反的結(jié)論,說(shuō)明亞里士多德的理論是有問(wèn)題的。

【考點(diǎn)】物理學(xué)方法的選擇
【答案】科學(xué)實(shí)驗(yàn);②;②③①④;慢;快
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:11引用:2難度:0.8
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