牛顿第一定律能直接验证码

叶静++++李楚平

物理是一门以实验为基础的学科，对物理知识的理解和掌握离不开实验，所有的物理概念、规律、定律等都是在实验的基础上建立起来的，当我们想对生活中的一些现象追溯理论的依据时，就需要用实验来验证，但最为著名的力学基本定律——牛顿第一定律却是一个不能用实验直接来验证的定律.这是为什么呢？我们先来看看牛顿第一定律的获得过程吧！

如图1，在斜面的一端释放一颗钢球，我们发现钢球从左边滚下后，会沿右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度差不多相同的点.如果不考虑摩擦，钢球会上升到与原来高度相同的点，不改变小球的位置，只将右边斜面的倾斜角减小.钢球还是会上升到原来的高度，但这时通过的路程会比原来长一些，如果把右边的斜面变成水平面，钢球为达到原来的高度，就会一直运动下去.

这就是伽利略的斜面实验，他针对当时“物体的运动需要力来维持”这个统治物理学的力学观点.提出了自己不同的看法，他认为小球之所以一直能够运动，不是因为受到了力，恰恰是因为没有受到力.也就是：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因.

牛顿在伽利略的基础上总结、归纳、推理，进一步丰富完善了伽利略的结论：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.这就是举世闻名的牛顿第一定律，也叫惯性定律，

实际在实验过程中，摩擦是不可能不存在的.没有摩擦只是一种理想化的情况.而且我们周围的物体，总要受到这个或那个力的作用，不受力的物体是根本不存在的.这说明牛顿第一定律是不可能用实验来直接验证的.

人类在探索自然规律的过程中，用到很多的科学研究方法，如等效替代法、类比法、控制变量法、推理法、理想模型法等.牛顿第一定律的得出就应用了推理法，这一定律是在实验的基础上，通过进一步的推理概括出来的.

前面我们学过的“真空不能传声”的结论也是用推理法得出的.如图2，从玻璃罩中抽出空气时.不可能将空气完全抽尽，因此玻璃罩中不可能出现完全真空的情况.我们是根据玻璃罩内空气越少，闹铃声音越小，推理出“真空不能传声”这一结论的.

虽然牛顿第一定律不能用实验来直接验证，但是从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验.很多生活中常见的现象都是可以用牛顿第一定律来解释的.2013年10月在“神舟”十号的机舱内，王亚平太空授课开始前，聂海胜先做了一个“太空打坐”的动作（如图3）.由于物体在太空中处于失重的状态，因此聂海胜可以在空中保持静止不动的状态，而这在地球上根本是不可能实现的.

如今牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一，为确立正确的“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”这一概念奠定了基础.

学即用，练一练：

1.下列关于牛顿第一定律建立的说法，正确的是（）.

A.它是通过理论推导出来的

B.它是通过实验直接得出的

.它是可以通过实验来进行验证的

D.它是以实验事实为基础，通过推理、归纳总结出来的

2.分别让小车从斜面的同一高度滑下，滑到铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布和玻璃的水平面上，小车在不同的平面上运动的距离如图4所示.实验结论可以反驳下列说法中的哪一条？（）

A.摩擦力越小，小车的速度减缓就越慢

B.若平面非常光滑，小车将永远运动下去

C.小车受到力的作用就运动，不受力的作用就不运动

D.运动的物体不受力作用时，将保持匀速直线运动状态

参考答案：1.D 2.Cendprint