当发网首页 当发物理教育 力学 电磁学 热学 光学 原子核 实验 典型题解   

    1. 实验过程

  把物体放在一个水平导轨上,并设法使物体与导轨间形成气层,物体沿这种气垫导轨运动时,摩擦力很小,推动一下物体,可以看到,物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动,从而推断出当物体不受外力时,或所受合外力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动状态.

  2. 相关知识

  (1) 惯性: 物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性.

  (2) 牛顿第一定律: 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.

  (3) 历史回顾

  ① 亚里士多德——古希腊哲学家(公元前384~322年),他根据人们平时的经验事实,如用力推车,车子才前进,停止用力,车子就停下等得出结论:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要停下来,即:力是维持物体运动的原因,他的观点与实验事实不符.

  ② 伽利略——意大利物理学家(1564—1642年),他根据实验揭示了现象的本质,指出了亚里士多德观点的错误,他发现物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故. 他认为: 力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因,这个实验就是著名的伽利略理想斜面实验. 实验事实: 小球从一个斜面的高处滚下,会滚上另一个对接的斜面,摩擦力很小时,小球可能接近达到滚下前的高度.

  假想: 如果设想没有摩擦,让小球从斜面滚下,观察它在对接斜面上的运动情况.

  推理:
  a. 小球将会达到滚下前的高度.
  b. 如果对接斜面倾角越小,小球在斜面上保持运动的距离越远.
  c. 如果对接斜角倾角为零,成为水平面,小球将以恒定速度永远运动下
去,如图2-7.

  

  ③ 牛顿——英国科学家(1642—1727年),他在伽利略等人的研究基础上,结合自己的研究,系统地总结力学知识,提出三条运动定律,其中一条即惯性定律.

    难点突破:

    1. 惯性不是一种力,它是物体的固有性质,与物体处在什么状态无关.

  2. 不要认为伽利略用实验否定了亚里士多德的观点,那么亚里士多德就一无是处了,实际上,在我们学习过程中,应该注意每位科学家的优点; 如亚里士多德善于观察和思考,而伽利略善于用科学的方法推理,善于想像而毁灭直觉的一些观点用新的观点来代替它,尤其是善于动手做实验来验证自己的结论,牛顿的优点在于他不仅致力于自己的研究,而且善于总结.

    例题2-4 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段. 在研究和解决问题过程中,不仅需要相应的知识,还要注意运用科学方法. 理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个理想实验,其中有一个是经验事实,其余是推论:

    ① 减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然能达到原来的高度.

    ② 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一
      个斜面

    ③ 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度.

    ④ 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面
      做持续的匀速运动,如图2-8.

    请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列__________.
    (2003年,上海)

                    



    例题2-5 根据牛顿第一定律,以下判断正确的是(  )

    A. 静止的物体一定不受其他外力的作用
    B. 惯性除了跟物体的质量有关外,还跟物体的速度有关
    C. 物体的运动状态发生了改变,必是受到外力的作用
    D. 力停止作用后,物体就慢慢停下来
                    


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