田高齊
摘 要:用均勻小球按不同的初速度,分別沿毛巾表面、棉布表面、木板表面滾動(dòng),由此得到小球滾動(dòng)距離與介質(zhì)摩擦系數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,模型的解揭示了牛頓第一定律的正確性。
關(guān)鍵詞:初速度;介質(zhì)表面;摩擦系數(shù);數(shù)學(xué)模型;牛頓第一定律;驗(yàn)證方法
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)8-0034-2
1 引 言
牛頓第一定律(慣性定律)指出:一切物體在沒(méi)有受到外力的作用時(shí)總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于在生活中找不到具體實(shí)例,學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)這一結(jié)論的正確性產(chǎn)生了懷疑。于是,筆者在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下,構(gòu)造了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn),并得到了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,這個(gè)數(shù)學(xué)模型的解,驗(yàn)證了牛頓第一定律的正確性。
2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.1 實(shí)驗(yàn)器材(如圖1所示)
(1)標(biāo)準(zhǔn)的、質(zhì)地均勻的小球(改進(jìn)原實(shí)驗(yàn)小車(chē)車(chē)軸與車(chē)身的摩擦,減小誤差)。
(2)中間刻有光滑凹槽的不同傾斜度的斜面2個(gè)(避免原實(shí)驗(yàn)小球、小車(chē)偏離中心造成測(cè)量時(shí)的誤差)。
(3)帶有凹槽的足夠長(zhǎng)度的毛巾1條(避免原實(shí)驗(yàn)小球、小車(chē)偏離中心造成測(cè)量時(shí)的誤差)。
(4)帶有凹槽的足夠長(zhǎng)度的棉布1塊(避免原實(shí)驗(yàn)小球、小車(chē)偏離中心造成測(cè)量時(shí)的誤差)。
(5)帶有凹槽的足夠長(zhǎng)度的木板1塊(避免原實(shí)驗(yàn)小球、小車(chē)偏離中心造成測(cè)量時(shí)的誤差)。
(6)足夠長(zhǎng)度的刻度尺。