牛頓第一定律能直接驗(yàn)證碼

葉靜++++李楚平

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握離不開實(shí)驗(yàn)，所有的物理概念、規(guī)律、定律等都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的，當(dāng)我們想對(duì)生活中的一些現(xiàn)象追溯理論的依據(jù)時(shí)，就需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，但最為著名的力學(xué)基本定律——牛頓第一定律卻是一個(gè)不能用實(shí)驗(yàn)直接來驗(yàn)證的定律.這是為什么呢？我們先來看看牛頓第一定律的獲得過程吧！

如圖1，在斜面的一端釋放一顆鋼球，我們發(fā)現(xiàn)鋼球從左邊滾下后，會(huì)沿右邊的斜面滾上，鋼珠將上升到與左邊釋放高度差不多相同的點(diǎn).如果不考慮摩擦，鋼球會(huì)上升到與原來高度相同的點(diǎn)，不改變小球的位置，只將右邊斜面的傾斜角減小.鋼球還是會(huì)上升到原來的高度，但這時(shí)通過的路程會(huì)比原來長(zhǎng)一些，如果把右邊的斜面變成水平面，鋼球?yàn)檫_(dá)到原來的高度，就會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去.

這就是伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，他針對(duì)當(dāng)時(shí)“物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持”這個(gè)統(tǒng)治物理學(xué)的力學(xué)觀點(diǎn).提出了自己不同的看法，他認(rèn)為小球之所以一直能夠運(yùn)動(dòng)，不是因?yàn)槭艿搅肆Γ∏∈且驗(yàn)闆]有受到力.也就是：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.

牛頓在伽利略的基礎(chǔ)上總結(jié)、歸納、推理，進(jìn)一步豐富完善了伽利略的結(jié)論：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).這就是舉世聞名的牛頓第一定律，也叫慣性定律，

實(shí)際在實(shí)驗(yàn)過程中，摩擦是不可能不存在的.沒有摩擦只是一種理想化的情況.而且我們周圍的物體，總要受到這個(gè)或那個(gè)力的作用，不受力的物體是根本不存在的.這說明牛頓第一定律是不可能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證的.

人類在探索自然規(guī)律的過程中，用到很多的科學(xué)研究方法，如等效替代法、類比法、控制變量法、推理法、理想模型法等.牛頓第一定律的得出就應(yīng)用了推理法，這一定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的推理概括出來的.

前面我們學(xué)過的“真空不能傳聲”的結(jié)論也是用推理法得出的.如圖2，從玻璃罩中抽出空氣時(shí).不可能將空氣完全抽盡，因此玻璃罩中不可能出現(xiàn)完全真空的情況.我們是根據(jù)玻璃罩內(nèi)空氣越少，鬧鈴聲音越小，推理出“真空不能傳聲”這一結(jié)論的.

雖然牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證，但是從定律得出的一切推論，都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn).很多生活中常見的現(xiàn)象都是可以用牛頓第一定律來解釋的.2013年10月在“神舟”十號(hào)的機(jī)艙內(nèi)，王亞平太空授課開始前，聶海勝先做了一個(gè)“太空打坐”的動(dòng)作（如圖3）.由于物體在太空中處于失重的狀態(tài)，因此聶海勝可以在空中保持靜止不動(dòng)的狀態(tài)，而這在地球上根本是不可能實(shí)現(xiàn)的.

如今牛頓第一定律已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一，為確立正確的“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一概念奠定了基礎(chǔ).

學(xué)即用，練一練：

1.下列關(guān)于牛頓第一定律建立的說法，正確的是（）.

A.它是通過理論推導(dǎo)出來的

B.它是通過實(shí)驗(yàn)直接得出的

.它是可以通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證的

D.它是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，通過推理、歸納總結(jié)出來的

2.分別讓小車從斜面的同一高度滑下，滑到鋪有粗糙程度不同的毛巾、棉布和玻璃的水平面上，小車在不同的平面上運(yùn)動(dòng)的距離如圖4所示.實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以反駁下列說法中的哪一條？（）

A.摩擦力越小，小車的速度減緩就越慢

B.若平面非常光滑，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去

C.小車受到力的作用就運(yùn)動(dòng)，不受力的作用就不運(yùn)動(dòng)

D.運(yùn)動(dòng)的物體不受力作用時(shí)，將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

參考答案：1.D 2.Cendprint