常识:司机(包括副驾驶)乘车必须系安全带吗? 这背后的理由是什么? 为什么我们必须这样做?
生活现象:当我们的工具断开后,我们通常会把它们装回去并轻轻敲击几下,这样它们就会连接得更牢固。 我们为什么要做这个?
其实,这与物体的惯性密切相关。 那么什么是惯性呢? 它有什么属性? 牛顿第一定律揭示了惯性定律。 下面就和小编一起来了解一下牛顿第一定律的由来和内容吧!
1、伽利略理想斜面实验
大家一定还记得斜塔上的实验。 这是著名科学家伽利略的一次著名验证实验。 事实上,除此之外,伽利略还做了很多著名的实验,比如理想斜面实验。 那么,理想的斜面实验是什么样的呢? 看看图片:
如上图所示,A、B、C三个斜面的高度相同,但倾斜程度不同(A倾斜度最大,C倾斜度最小)。 让同一个小球分别从同一高度自由落下。 你可以发现,小球滚动到右上斜坡的距离随着斜坡坡度的减小而增大。 (即右斜面的斜度越小,球滚得越远)
由此,我们可以做出以下推论。 如果右斜面的斜率为0(如C),球就可以无限滚动。
然而,斜面并不光滑,球最终会因滚动过程中的摩擦而停止。 因此,我们得出一个更准确的推论:
如果斜坡是光滑的并且没有倾斜度(即球在运动过程中不受力),那么球将无限期地继续运动牛顿第一定律,永远不会停止。
2. 牛顿的探索
继伽利略的理想斜面实验之后,伟大的物理学家牛顿也对这个实验进行了探索。 他的实验大概是这样的,如下图:
有两个斜面,除粗糙度外均相同。 让同一辆车从同一高度滑下两个斜面。 实验结果表明,小车在较光滑的斜面上行驶得更远。 换句话说,
坡度越平滑,汽车行驶时受到的摩擦力就越小,汽车行驶的距离就越长。
基于这个实验事实,牛顿用理想方法进行推理,得出理想情况下的结论:
如果斜面是光滑的,那么物体在运动过程中就不会受到外力的影响。 此时有以下两种情况:
1. 如果物体的初速度为0,则该物体将始终静止。
2、如果物体的初速度不为0,则物体将始终按照初速度做匀速直线运动。
进一步的推理得出了著名的牛顿第一定律。
3.牛顿第一定律
物理教科书上常见的牛顿第一定律有两种表达方式:(这两种表达方式是等价的)
1.任何物体都具有保持静止或匀速直线运动的性质,直到受到外力迫使它改变这种状态。
2、任何物体在不受外力作用的情况下,始终保持静止或匀速直线运动。
您是否有过这样的感觉:读起来似乎有点别扭,而且您不知道它在说什么?
没关系,我慢慢给你解释一下。
我们先举个例子:如下图牛顿第一定律,
在物体A的上方放置一个静止的物体B。根据牛顿第一定律,物体B静止的条件是物体B不受外力作用。 如果想让物体B移动,就必须给它施加外力。 事实上,这正是牛顿第一定律想要表达的意思。
其次,根据牛顿第一定律,如果一个物体处于匀速直线运动状态,那么该物体就不受外力的作用。 如果你想让一个物体改变它的运动状态(比如让物体变速运动,或者让物体从运动变成静止),那么你就必须给它一个外力,而这个外力必须足够大以改变其运动状态。 只有那时。
不过,让我们再看一下上面的图片。 物体B真的不受外力作用吗?
很明显不是。 物体B显然受到两个力的作用,重力和物体A对它的支撑力。 只是这两个力大小相等,方向相反。 重力和支撑力是相互平衡的。
因此,牛顿第一定律是理想状态下的定律。 至少在地球上,我们无法对这个定律进行验证实验。 该定律是用理想方法推导出来的。 每个人都应该记住这一点。 (毕竟地球上不存在不受力的物体,至少物体必须受到重力作用。)
作者只是用上面的例子来解释牛顿第一定律。
4.牛顿第一定律的特点
1. 如上所述,牛顿第一定律是理想状态下的定律。 至少在地球上,我们无法对这个定律做验证实验。 该定律是用理想方法推导出来的。 每个人都应该记住这一点。
2、牛顿第一定律揭示了惯性的内涵。 该定律规定任何物体都具有惯性。 在日常生活中,我们要合理利用惯性,同时也要防止惯性给我们带来的危害。
本文开头举的两个例子,一是合理利用惯性,二是防止惯性带来的危害。 大家可以仔细体会一下。 那么,惯性到底是什么? 它有什么属性?
5. 惯性
惯性是物体本身的一种属性,它不随一切外界条件的变化而改变。 (例如时间、地点、方位等)也就是说,物体在任何时间、任何地点都具有惯性。
惯性只与物体本身的条件有关。 只有当物体本身发生变化时,物体的惯性才会发生变化。
惯性与物体的质量有关。 物体的质量越大,其惯性就越大。
关于牛顿第一定律,仅此而已。 如果有什么不明白或者有什么意见或者建议,请留言或者私信。 谢谢你!
祝大家端午节身体健康!