牛頓第一定律的一個(gè)新驗(yàn)證方法

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)小車車軸與車身的摩擦，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、小車偏離中心造成測(cè)量時(shí)的誤差）。

（6）足夠長(zhǎng)度的刻度尺。