伽利略斜面实验用斜面的原因
专题13 探究牛顿第一定律的实验题(解析版)
专题13 探究牛顿第一定律的实验题抓住考点学探究力与运动关系（牛顿第一定律）实验需要学通的基础知识1.此实验让应让下车怎么滑下来？目的是什么？答：让小车从斜面同一高度由静止滑下来；目的是使小车到达水平面时的速度相同。
2.通过什么知道阻力越小，物体运动减小的越慢？答：小车运动的距离，阻力越少，小车运动的距离越远，说明物体运动减小的越慢。
3.这个实验斜面有何作用？答：使小车滑下的速度相同。
4.实验结论：物体受到的阻力越小，物体运动的距离越远，如果物体不受阻力，他将保持运动直线运动，并一直运动下去。
5.此实验采用的方法是？答：控制变量法转换法6.牛顿第一定律能否通过实验探究出来？答：不能，只能在实验基础上推理出来，因为不受力的物体是不存在的。
7.将此实验略加修改还能做哪个实验？答：（1）将斜面长一些，增加刻度尺和秒表可以探究速度变化的实验（2）保证平面的材料相同，增加一个木块可以探究动能大小与哪些因素有关的实验。
8.对牛顿第一定律的理解（1）牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括 出来的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
（2）牛顿第一定律的内涵：物体不受力，原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动.（3）牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动无关，所以力不是产生或维持物体运动的原因。
（4）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。
【例题1】（2019湖北孝感）小明利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作：A ．如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．B ．如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．C ．如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．请针对以上操作回答下列问题：（1）以上操作中错误的一次是_______（选填“A ”、“B ”或“C ”）．（2）对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越________．毛巾甲 棉布 乙 木板 丙根据考点考（3）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将做_________运动．【答案】（1）B （2）远（3）匀速直线运动【解析】（1）取下毛巾，将棉布铺在木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离．棉布不铺在斜面上，目的是几次实验要控制斜面光滑程度一致，保证几次实验小车到达底端速度一致。
伽利略的斜面滚球实验
伽利略的斜面滚球实验大约在1604年初，伽利略开始寻找关于“重物自然下降”过程中，速度随时间增加的规律。
如果像传说中的那样，伽利略从比萨斜塔上向下扔落物体，直接对自由落体进行直观测量，要寻找到落体的运动规律是相当困难的。
因为，比萨斜塔高55m ，由塔顶竖直自由落下物体到达地面需时 3.2s 。
当时既无精密测量时间的钟表，又不能排除空气对轻重不同的物体所施的不同浮力的影响。
因此直接做这种测量是不可能的。
然而，沿斜面下滚的球与竖直下落的球一样，也是一种“自发下降”，况且沿斜面下滚的球还可以将其下滚速度调节得很慢。
这更易于测量。
于是伽利略设计了斜面滚球实验。
取一块长约840cm ，宽约42cm ，厚约6cm 的坚硬木板，刨光后在平板细长的正面中央沿板长刻画一条φ=3cm 的笔直沟槽。
为了使沟槽尽可能地光滑、平整，再用羊皮纸沿沟槽贴牢。
取一只抛光坚实的黄铜圆球做实验的滚球。
在此之前，先将长板的一端垫高约140cm ，使其成为一个斜面，其倾斜度约为61sin 1-=θ。
让黄铜球沿沟槽滚下，同时采用特别装置（漏壶）记录小球下滚的时间。
这项实验得重复多次，使先后两次之时间差不超过一次脉搏的1/10。
当这种方法被证实可靠之后，再让小球只滚下沟槽总长度的41，测定其所需之时间，看到它只用了原先实验所需时间的一半。
接着再就其它长度滚下小球做实验。
比较小球滚过槽的总长度所需时间与分别滚下板长的43,32,21以及其它任选度所需的时间。
成百次的重复各次实验，所得的结果总是：球所通过的路程与时间的平方成正比。
这一结果对于平板的所有斜度，亦即对于沟槽的所有倾角θ都适合。
同时也证明，对不同倾角θ的斜面，球在各个滚落时间的比例恰是实验者推导所预计的……。
图1是伽利略滚球实验的原理示意图。
秒表示沿斜面滚下的球体，P 为S 与斜面瞬时接触点。
滚球的实验原理与小球绕瞬时接触点P 的转动相同。
圆球绕瞬时接触点P 的转动惯量按平行轴定理为IP=I+MR 2。
什么是伽利略斜面实验？伽利略做斜面试验的目的到底是什么？
什么是伽利略斜面实验？伽利略做斜面试验的目的到底是什么？在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题，上课觉着什幺都懂了，可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣，伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题，是一些同学们的学习疑问，小编做一个统一的回复，有同样问题的同学，可以仔细看一下。
【问：什幺是伽利略斜面实验？伽利略做斜面试验的目的到底是什幺?】答：意大利科学家伽利略利用斜面实验，借助理想实验模型，论证了摩擦力由大到小，从有到无的过程，物体运动特点，论证了力不是维持物体运动的原因。
这也是牛顿第一定律的基础，即物体在受力平衡时，总是维持静止状态，或者做匀速直线运动状态，直到有外力改变这种平衡。
【问：在我们向太空发射卫星时，为什幺轨道越大，速率却越小？】答：发射过程中，火箭的推力在做功，但做的功都转化为势能了，而且动能也有一部分向势能转移，这就犹如我们用力向高空扔一颗石子，石子的速率也会随着高度逐渐变小。
【问：非纯电阻电路中电压、电流、功率之间的关系？】答：用电动机来举例子做说明。
电动机消耗的功率是电功率，也是总功率，p总=ui；电动机输出的功率，有两部分，一部分是机械功率，p机；另外的就是机器机身发热，热功率p热=i2*r；各个功率之间关系为p总=p机+p热；电压要用p总=ui计算，不能用欧姆定律计算，这时候欧姆定律是不成立的。
【问：多过程的物理问题如何处理？】答：观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。
分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件，如物体具体的受力情况、状态参量等，以便运用相应的物理规律逐个进行研究。
至于过程之间的联系，则可。
伽利略理想斜面实验结论
伽利略理想斜面实验结论
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伽利略理想斜面实验：光的自由落体运动
伽利略理想斜面实验，这是著名物理学家伽利略在1632年完成的一项重要实验，他使用两根木棍和一根钢棍，在一段管道中设计一个斜坡，让它们共面朝向阳光，结果令人惊讶地发现：当木棍从两边同时倾斜时，钢棍会比木棍先走，这种先后关系即使是在不同深浅的坡度下也是相同的，这显然说明，钢棍除了受重力作用外，还受到了一种其他的力的作用，也就是光的力的作用，也即为了纪念这项重要的发现，他进一步用数据证明了光的自由落体运动，被誉为“光动力学”之父。
以前人们认为光只有普通的直线运动，而伽利略的实验完全颠覆了这一观念：
当光线在一个斜面上时，它就会以椭圆的路径向下坠落，这种现象在物理学上称为“光的自由落体运动”。
实验发现，光学会在坡度不同的斜面上移动，这表明光在斜面上能够形成一个空间曲率，这就给“质量的相对论”奠定了基础。
伽利略的发现改变了这对物理学的理解，也定义了20世纪物理学的发展方向，使得爱因斯坦的“相对论”在最终得到更加完整的验证，这也让伽利略的遗产得以流传至今，我们倍受振奋失尤，毕竟，这一发现改变了人们对物理现象的认识，使它们得到了一个更加完整的解释，正是这种解释促使爱因斯坦进一步深入地探索同时间空间及物质结构的关系，开拓出宇宙结构和物质结构演化历史的新路径。
伽利略斜面实验
伽利略对自由落体运动研究的斜面实验
1．实验原理
让小球从斜面较高的一端从静止滑下不同的距离，如全程、半程、三分之一全程等。
用量筒测量出每次小球运动过程输液器针头流出的水的体积。
由于水的体积V正比于运动时间t，如果小球下滑距离S与水的体积V的平方成正比，即间接证明了下滑距离S与运动时间t的平方成正比，即小球沿斜面做匀加速运动。
2．实验步骤
在水平桌面上安放好斜面轨道，用干布将表面擦拭干净，然后将轨道一端垫高约15cm。
一人将金属球放在斜轨顶端，紧贴小挡板，开始数“1”、“2”、“放”，同时释放小球。
当听到“放”时，另一人打开输液器止水夹，直至小球运动至斜面底端，与小挡板发生碰撞时，关闭止水夹。
由于一次下滑的时间较短，水的体积较小，较难准确测量。
这时，可以连续做5组，读出量筒中水的总体积。
将水的体积除以5，就可以较为精确的得到金属球在一次下滑过程中的水的流出量。
重复以上步骤3次，将处理后的数据记录在表格中。
按照前面的步骤，可以得到金属球在下滑四分之一斜面长度过程中水的流出量，将数据也记录在表格中。
由于相同时间内水的流出量可以认为近似相等，如果小球运动四分之一全程对应的水量是运动全程的水量的一半，即可粗略验证小球位移与时间的平方成正比，即小球沿斜面做匀加速直线运动。
伽利略斜面实验知识点总结
伽利略斜面实验知识点总结伽利略斜面实验的知识点主要包括：斜面上物体的运动规律、重力和斜面的作用、动能和势能的转化、摩擦力的影响等。
下面将对这些知识点进行详细的介绍和总结。
一、斜面上物体的运动规律伽利略通过斜面实验发现了物体在斜面上滑动的运动规律。
他发现，不同质量的物体在相同的斜度下会以相同的加速度滑动，而且滑动的加速度与斜面的角度无关，只与重力加速度有关。
这一发现揭示了物体在斜面上运动的规律，为后人提供了重要的参考数据和理论基础。
二、重力和斜面的作用伽利略的斜面实验揭示了重力和斜面对物体运动的作用规律。
他发现，重力对物体的影响是垂直于斜面的，但实际的加速度却是沿着斜面方向的。
这说明，重力和斜面之间存在一定的相互作用关系，而且斜面的角度会影响物体运动的加速度。
这一发现为后人研究斜面上物体运动的规律提供了重要的实验数据和理论依据。
三、动能和势能的转化伽利略的实验还揭示了动能和势能之间的转化规律。
他发现，在斜面上滑动的物体会同时具有动能和势能，而且它们之间是可以相互转化的。
当物体从高处滑下时，它的势能会转化为动能，而当物体滑到低处时，它的动能又会转化为势能。
这一发现揭示了动能和势能之间的相互关系，为后人深入理解能量转化和守恒定律提供了重要的实验数据和理论依据。
四、摩擦力的影响伽利略的实验还揭示了摩擦力对斜面上物体运动的影响。
他发现，斜面的摩擦力会减慢物体的运动速度，甚至让物体停下来。
而且摩擦力与物体的质量和斜面的材质有关，不同的摩擦力会对物体的运动产生不同的影响。
这一发现为后人研究物体在斜面上的运动规律提供了重要的参考数据和理论依据。
综上所述，伽利略斜面实验是一次重要的物理实验，它揭示了斜面上物体的运动规律、重力和斜面的作用、动能和势能的转化、摩擦力的影响等知识点，为后人提供了重要的实验数据和理论基础。
伽利略的实验成果对于物理学的发展有着重要的意义，对于后人深入研究物体运动规律和理解能量转化和守恒定律具有深远的影响。
伽利略的理想斜面原理
伽利略的理想斜面原理伽利略的理想斜面原理是他提出的一种物理定律，用来描述平面上斜面上物体在重力的作用下运动的规律。
这一原理为后来力学的发展打下了重要基础，对于研究斜面上物体的运动和力的平衡具有重要意义。
伽利略的理想斜面原理可以简述为：当一个物体在斜面上滑动时，其运动在垂直于斜面方向和平行于斜面方向同时发生。
在斜面上，物体所受的重力分为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力，平行于斜面的分力将物体沿斜面方向推动，而垂直于斜面的分力则决定了物体是否沿斜面下滑。
伽利略的理想斜面原理可以通过实验来验证。
他在实验中使用了平滑的斜面，放置物体让其沿斜面滑动，并观察物体滑动的轨迹和速度变化。
通过实验得到的结果表明，物体在斜面上滑动的过程中，沿斜面方向的加速度是一定的，与物体的质量无关。
这一结论与之前的常规思维相悖，因为人们往往认为较重的物体受到的力更大，运动更快。
而伽利略的实验结果告诉我们，物体在斜面上滑动的过程中，与物体的质量无关，只与斜面的角度和摩擦力有关。
根据伽利略的理想斜面原理，我们可以计算出物体在斜面上的运动规律。
假设斜面与水平方向的夹角为θ，物体的质量为m，重力加速度为g，斜面上存在静摩擦力f。
根据平行和垂直于斜面的力的分解，我们可以得到物体在斜面上的受力情况。
平行于斜面方向的力可以分为重力分解为mg*sinθ以及静摩擦力f两部分，而垂直于斜面方向的力等于重力分解为mg*cosθ。
由此可以列出物体在斜面上的受力平衡方程：mg*sinθ- f = ma斜mg*cosθ= ma垂其中，a斜和a垂分别是物体沿斜面和垂直于斜面方向的加速度。
根据这两个方程，我们可以解得物体在斜面上的加速度，并进一步得到物体在斜面上运动的规律。
根据伽利略的理想斜面原理，我们可以得到一些重要结论。
首先，从理论上来讲，当斜面的角度为0时，即为水平面，那么物体就不会滑动，因为重力与静摩擦力相等。
此时物体沿斜面方向没有加速度。
当斜面的角度增大时，物体就越容易下滑，滑动的加速度也增大。
浅谈“伽利略理想斜面实验”
由机械能守恒定律有mgh3= mgh1+ 。
得h3=h1+ （3）
把小球在最高点的运动看成是一个半径为 的圆周运动，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，
有mg = m
得 = （4）
把（4）代入（3）得
h3= h1+
所以，小球必须从h3= h1+ 的地方开始向下运动，小球才能到达与A点等高的 处。
结论：通过对伽利略理想斜面实验的分析，在没有摩擦力的情况下，不管另一个斜面是多么长多么凹凸不平，小球能沿着一个斜面滑到等高的另一个斜面。但是，它的另一个斜面的某个部分一定不能有倾角大于900的情况出现。否则，伽利略理想斜面实验是不正确的。
在伽利略理想斜面实验中说到，在没有摩擦力的情况下，小球从左斜面A点沿斜面向下运动，向下的速度会越来越快；随后小球沿右斜面CD向上运动，速度会越来越慢，但小球会到达与左斜面的A点等高的高度。减小右斜面的倾角θ，例如变成斜面CE，虽然小球在CE上运动的长度变长了，但小球仍能够到达与左斜面A点等高的高度。如果右斜面变成水平面CF，由于小球不能到达与左斜面的A点等高的高度，小球将永远运动下去。
图1伽利略理想斜面实验
在伽利略理想斜面实验中，只要右斜面不是水平的，在高度上，小球都能到达与原来等高的高度。但是，如果右斜面变成CM的形状，它的有一部分出现了与右水平面的夹角θ>900，如图2所示，小球上升到的最高点G与A点将不再等高。
图2小球上升到的最高点G与A点不等高。
出现这种情况的原因是，如果右斜面CM的一部分存在着与右水平面的夹角θ>900，小球在靠近最高点时的运动轨迹近视为一个半径为R的圆弧，小球在最高点时的速度v不可能为零，那么小球在它的最高点处存在一个动能。由机械能守恒定律有，小球在左斜面A点的重力势能mgh1等于小球在右斜面最高点的重力势能mgh2和动能 之和，因为小球在右斜面的最高点处存在着一个动能，所以小球在左斜面的重力势能大于小球在右斜面的重力势能，所以小球不能到达与左斜面等高的A点。
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伽利略斜面实验用斜面的原因
伽利略斜面实验是物理学中一个重要的实验，用于研究物体的运动和力学原理。
该实验使用斜面的原因有以下几点：
1. 减缓运动速度：斜面可以将物体的垂直下落运动转换为倾斜下滑运动，从而减缓物体的运动速度。
这样可以使实验更加安全，同时也便于观察和测量物体的运动情况。
2. 控制变量：通过使用斜面，可以控制物体运动的加速度。
在斜面上，物体的加速度与斜面的倾斜角度有关，可以通过调整斜面的角度来改变物体的加速度。
这样可以更方便地研究物体的运动规律。
3. 延长运动时间：斜面可以延长物体的运动时间。
在斜面上，物体的运动距离增加，从而使物体的运动时间延长。
这对于观察和测量物体的运动轨迹和时间非常有帮助。
4. 减小摩擦力：斜面可以减小物体运动时受到的摩擦力。
在斜面上，物体与斜面之间的接触面积减小，从而减小了摩擦力的影响。
这样可以更准确地研究物体的运动情况。
5. 可视化运动：斜面可以使物体的运动轨迹更加可视化。
通过观察物体在斜面上的运动轨迹，可以更直观地理解物体的运动规律和力学原理。
总之，使用斜面进行伽利略斜面实验的原因是为了控制物体的运动速度、加速度、运动时间，减小摩擦力的影响，以及更直观地观察和研究物体的运动情况。
这个实验对于理解物体的运动和力学原理具有重要意义。