為牛頓第一定律的建立而奮斗過的人們

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、生活經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)者----亞里士多德

長期以來,在研究物體運(yùn)動原因的過程中,人們的經(jīng)驗(yàn)是:要使一個物體運(yùn)動,必須推塔或者拉它一下,因此,人們直覺第認(rèn)為,物體的運(yùn)動與推、拉等行為相聯(lián)系,如果不再推、拉,原來運(yùn)動的物體便會停止下來。根據(jù)這類經(jīng)驗(yàn),亞里士多德得出結(jié)論:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個地方。這個由明顯的線索得出的錯誤判斷,維持了近兩千年,直到三百多年前伽利略的出現(xiàn)。

二、理想實(shí)驗(yàn)的踐行者----伽利略

伽利略注意到,當(dāng)一個小球沿斜面向下運(yùn)動時(shí),它的速度增大;而當(dāng)小球沿斜面向上運(yùn)動時(shí),它的速度減小,由此伽利略猜想:當(dāng)小球沿水平面運(yùn)動時(shí),它的速度應(yīng)該不增不減。那么,實(shí)際情況中,為什么小球沿水平面運(yùn)動時(shí),速度會越來越慢呢?原來是由于小球受到摩擦阻力的作用。并由此推斷,若沒有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去。

伽利略為了說明他的思想,設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn):讓小球沿一個斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動,小球?qū)ⅰ皼_”上另一個斜面。如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨取p小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍將達(dá)到同一高度,但這是他要運(yùn)動的遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,球達(dá)到同一高度時(shí)會離得更遠(yuǎn)。于是他想到,若將第二個斜面平放,小球會到達(dá)多遠(yuǎn)的位置呢?結(jié)論顯然是,球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去,卻不再需要什么力去推動。也就是說,力不是維持物體運(yùn)動的原因。當(dāng)然,我們不能消除一切阻力,也不能把第二個斜面做得無限長,所以,伽利略的實(shí)驗(yàn)是個“理想實(shí)驗(yàn)”。

三、邁向真理的接力者----笛卡爾

與伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡爾也研究了這個問題,他指出:如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動,既不會停止下來,也不會偏離原來的方向。

四、物理基石的奠定者----牛頓

在伽利略和笛卡爾工作的基礎(chǔ)上,在經(jīng)歷了一代人以后,牛頓提出了動力學(xué)的一條基本定律:一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律。

牛頓第一定律表明,物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),我們把這個性質(zhì)叫做慣性,因此,牛頓第一定律也叫慣性定律。由于這個定律給出了慣性的概念,所以人們說,它是物理學(xué)的基礎(chǔ),是奠定牛頓物理學(xué)的基石。

最后需要說明的是,因?yàn)椴豢赡馨炎匀唤绲娜魏挝矬w完全孤立起來,也就是說,不受力作用的物體是不存在的,所以,牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物,不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。


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