姓名:111111班级:初二(一)班日期:2015年5月24日牛顿的第一定律2自古以来,人们对运动和力之间的关系存在争议:亚里士多德的观点是: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。所以说力是维持物体运动的原因。伽利略的观点是:在水平面上运动的物体之所以会停下来,是物体受到摩擦力的缘故;若没有摩擦阻力,运动的物体以同一速度沿一条直线运动,既不会停下来,也不会改变方向,将永远运动下去。笛卡儿的观点是:除非物体受到外力作用,否则物体将会永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动对此我此次的论文的论点是“证明牛顿的第一定律”。一、实验目的:证明牛顿第一定律。牛顿第一定律的建立:(1)伽利略通过“斜面实验”,推理:平面光滑,物体受到的阻力为零,物体的运动速度不会减小,物体将保持恒定不变的速度永远运动下去。(2)牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括得出了牛顿第一定律。即: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。为了验证牛顿的第一定律,我准备了以下的实验。二、实验器材:长木板、棉布、毛巾、刻度尺、小车、短木板与木块(做斜坡用)。三、实验过程:【实验设计】如图,给水平桌面铺上粗糙不同的物体,让小车从斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后,在不同表面运动的距离。1、将长木板平放在水平桌面,短木板一端(与长木板相连的那端)放在桌面,另一端搁在木块3上,做成斜面。2、在长木板上辅毛巾,将小车放在斜面上,让小车由静止开始滑下,小车停后,用刻度尺测出小车在水平面上通过的距离.3、拿走毛巾,在长木板上铺上棉布,将小车放在同样高的斜面上,让小车由静止开始滑下,小车停后,用刻度尺测出小车在水平面上通过的距离。4、拿走棉布,留下长木板,将小车放在同样高的斜面上,让小车由静止开始滑下,小车停后,用刻度尺测出小车在水平面上通过的距离。5、分析实验记录,得出结论。【注意事项】①三个小车需要从斜面同一高度滑下,原因是保证小车到达斜面底端时的速度相同。这利用了控制变量法。②伽科略斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法——在实验的基础上,进行理想化推理(也称作理想化实验)。它标志着物理学的真正开端。【实验结论】平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。(由于使小车运动的力不相同,即小车的初速度不等,所以该实验存在误差)【推论】如果运动中的物体不受力,它将保持匀速直线运动。四、实验猜想:1、当一个小车沿斜面向上滚动时,它的速度增大,而向下滚动时,它的速度减小。由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度——运动状态应该不变。2、现实:小车在水平面上越滚越慢,最终停止!3、原因:摩擦力!4、推断:如果没有摩擦阻力,小车将会永远滚动下去!5、设计理想实验证明:如图所示,让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦力的作用,小球将上升到原来的高度。减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度就会滚得更远。若将后一斜面放平,小球将永远滚下去。小车运动距离(L/cm)接触面毛巾棉布木板次数14cm5.5cm8cm次数24.1cm5cm7.5cm次数34cm5.3cm7.7cm46.实验的理想性在于:现实中不可能消除一切阻力,水平面不可能做得无限长!伽利略的理想实验建立在可靠的实验基础之上,是一种把逻辑推理和可靠事实结合起来的重要的科学研究方法,从而确立了实验在物理研究中的基本地位。7.理想实验的推论:力不是维持物体运动的原因,而恰恰是改变物体运动状态的原因。牛顿在总结前人研究的基础上,根据他自己的研究,系统地总结了力和运动的关系,提出了三条运动定律,其中第一条定律的内容是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。由于一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性。所以,牛顿第一定律又叫做惯性定律。1111五、总结牛顿总结了伽利略等人的研究成果,表明:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。得出了牛顿第一定律(惯性定律)。牛顿第一定律不是一个实验结论,而是一个假想结论。