牛顿第一定律的一个新验证方法

田高齐

摘 要：用均匀小球按不同的初速度，分别沿毛巾表面、棉布表面、木板表面滚动，由此得到小球滚动距离与介质摩擦系数关系的数学模型，模型的解揭示了牛顿第一定律的正确性。

关键词：初速度；介质表面；摩擦系数；数学模型；牛顿第一定律；验证方法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0034-2

1 引 言

牛顿第一定律（惯性定律）指出：一切物体在没有受到外力的作用时总保持静止或匀速直线运动状态。由于在生活中找不到具体实例，学习时对这一结论的正确性产生了怀疑。于是，笔者在伽利略斜面实验的启发下，构造了一个新的实验，并得到了一个数学模型，这个数学模型的解，验证了牛顿第一定律的正确性。

2 实验过程

2.1 实验器材（如图1所示）

（1）标准的、质地均匀的小球（改进原实验小车车轴与车身的摩擦，减小误差）。

（2）中间刻有光滑凹槽的不同倾斜度的斜面2个（避免原实验小球、小车偏离中心造成测量时的误差）。

（3）带有凹槽的足够长度的毛巾1条（避免原实验小球、小车偏离中心造成测量时的误差）。

（4）带有凹槽的足够长度的棉布1块（避免原实验小球、小车偏离中心造成测量时的误差）。

（5）带有凹槽的足够长度的木板1块（避免原实验小球、小车偏离中心造成测量时的误差）。

（6）足够长度的刻度尺。