伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

中學物理力學部分,有一種最常見的物理實驗裝置,伽利略、牛頓都因她而偉大,中學生卻因她而作業做到吐!

它是一種物理實驗裝置!

這種實驗裝置非常簡單,生活當中也最常見,但是正如絕大部分的偉大物理發現都是從大多數人最司空見慣卻視而不見的生活物理現象中發現的一樣,她是平凡的,卻偉人伽利略和牛頓做出了常人做不到的偉大發現!

這個似乎很神奇的物理實驗裝置,就是生活中最為常見而卻很神奇的“斜面”!

伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

伽利略斜面實驗

兩千三百多年以前,古希臘集哲學家、科學家、教育家幾大家於一身的偉大人物亞里士多德認為“靜止是水平地面上物體的“自然狀態”或“自然本性”,必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體就要靜止下來。”

然而,將近兩千年以後的1604年,意大利物理學家、天文學家、哲學家、近代實驗科學的先驅者伽利略利用一個斜面實驗推翻了亞里士多德的持續了將近兩千年的錯誤物理觀點!

伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

伽利略利用的恰恰是最讓人意想不到的“斜面”,如上圖,讓物體從斜面上的同一高度滑下,如果忽略掉摩擦力,它將滑到右邊斜面與釋放高度相同的地方,如果將右邊斜面坡度放緩,物體還是滑到同樣高度,只是通過的路程比原來更長,假設右邊軌道變的水平,則鋼球為了到達原來的高度,就必須永遠運動下去。

此實驗的妙處就在於,把部分實驗事實與理想化的推理相結合,從而得到了“物體的運動不需要力來維持”這一偉大物理理論!

後來很多物理學家發展了這一理論,牛頓則站在這些科學巨人的肩膀上,得到了牛頓第一定律:“任何物體在不受到力的作用時,總保持勻速直線運動狀態或者靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止”。也就是說“力是改變物理運動的原因,而不是維持物體運動的原因”!

事實是,“慣性才是維持物體運動的原因”!

伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

伽利略利用斜面研究“自由落體運動”

伽利略後來再一次利用如上圖中的斜面實驗,研究了“自由落體運動”,同樣是實驗事實與科學推理相結合的結果。。伽利略由於採用這種“理想化實驗”方法,從而標誌著物理學的真正開端,被稱為“近代物理學之父”!

一個小小的斜面,在偉人的手裡,竟然發展出了物理的數條重要結論。這種科學探究的方法對於現在的每一位中學生都應該有所啟示

可是,對於初次接觸這種斜面裝置的中學生來說,這種裝置真是沒意思,有什麼用處呀?生活當中有麼?

其實,生活當中的“斜面”例子不但有,而且太多太多,請看下面這些生活中的“斜面”:

伽利略、牛頓因它而偉大!一種最普通卻又最神奇的實驗裝置!

生活中的斜面

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生活中的斜面

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生活中的斜面


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