牛顿第一定律能直接验证码

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gzmanman
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  物理是一门以实验为基础的学科,对物理知识的理解和掌握离不开实验,所有的物理概念、规律、定律等都是在实验的基础上建立起来的,当我们想对生活中的一些现象追溯理论的依据时,就需要用实验来验证,但最为著名的力学基本定律——牛顿第一定律却是一个不能用实验直接来验证的定律.这是为什么呢?我们先来看看牛顿第一定律的获得过程吧!
  如图1,在斜面的一端释放一颗钢球,我们发现钢球从左边滚下后,会沿右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度差不多相同的点.如果不考虑摩擦,钢球会上升到与原来高度相同的点,不改变小球的位置,只将右边斜面的倾斜角减小.钢球还是会上升到原来的高度,但这时通过的路程会比原来长一些,如果把右边的斜面变成水平面,钢球为达到原来的高度,就会一直运动下去.
  这就是伽利略的斜面实验,他针对当时“物体的运动需要力来维持”这个统治物理学的力学观点.提出了自己不同的看法,他认为小球之所以一直能够运动,不是因为受到了力,恰恰是因为没有受到力.也就是:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因.
  牛顿在伽利略的基础上总结、归纳、推理,进一步丰富完善了伽利略的结论:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.这就是举世闻名的牛顿第一定律,也叫惯性定律,
  实际在实验过程中,摩擦是不可能不存在的.没有摩擦只是一种理想化的情况.而且我们周围的物体,总要受到这个或那个力的作用,不受力的物体是根本不存在的.这说明牛顿第一定律是不可能用实验来直接验证的.
  人类在探索自然规律的过程中,用到很多的科学研究方法,如等效替代法、类比法、控制变量法、推理法、理想模型法等.牛顿第一定律的得出就应用了推理法,这一定律是在实验的基础上,通过进一步的推理概括出来的.
  前面我们学过的“真空不能传声”的结论也是用推理法得出的.如图2,从玻璃罩中抽出空气时.不可能将空气完全抽尽,因此玻璃罩中不可能出现完全真空的情况.我们是根据玻璃罩内空气越少,闹铃声音越小,推理出“真空不能传声”这一结论的.
  虽然牛顿第一定律不能用实验来直接验证,但是从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验.很多生活中常见的现象都是可以用牛顿第一定律来解释的.2013年10月在“神舟”十号的机舱内,王亚平太空授课开始前,聂海胜先做了一个“太空打坐”的动作(如图3).由于物体在太空中处于失重的状态,因此聂海胜可以在空中保持静止不动的状态,而这在地球上根本是不可能实现的.
  如今牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一,为确立正确的“力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因”这一概念奠定了基础.
  学即用,练一练:
  1.下列关于牛顿第一定律建立的说法,正确的是().
  A.它是通过理论推导出来的
  B.它是通过实验直接得出的
  .它是可以通过实验来进行验证的
  D.它是以实验事实为基础,通过推理、归纳总结出来的
  2.分别让小车从斜面的同一高度滑下,滑到铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布和玻璃的水平面上,小车在不同的平面上运动的距离如图4所示.实验结论可以反驳下列说法中的哪一条?()
  A.摩擦力越小,小车的速度减缓就越慢
  B.若平面非常光滑,小车将永远运动下去
  C.小车受到力的作用就运动,不受力的作用就不运动
  D.运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动状态
  参考答案:1.D 2.C
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