无锡修理汽车水箱:探究变速运动的规律-伽利略的斜槽实验(今晚8点截止,紧急!!!)

一下文章摘自《时间简史》
我们现在关于物体运动的观念来自于伽利略和牛顿。在他们之前，人们相信亚里士多德，他说物体的自然状态是静止的，并且只在受到力或冲击作用时才运动。这样，重的物体比轻的物体下落得更快，因为它受到更大的力将其拉向地球。
亚里士多德的传统观点还以为，人们用纯粹思维可以找出制约宇宙的定律：不必要用观测去检验它。所以，伽利略是第一个想看看不同重量的物体是否确实以不同速度下落的人。据说，伽利略从比萨斜塔上将重物落下，从而证明了亚里士多德的信念是错的。这故事几乎不可能是真的，但是伽利略的确做了一些等同的事——将不同重量的球从光滑的斜面上滚下。这情况类似于重物的垂直下落，只是因为速度小而更容易观察而已。伽利略的测量指出，不管物体的重量是多少，其速度增加的速率是一样的。例如，在一个沿水平方向每走10米即下降1米的斜面上，你释放一个球，则1秒钟后球的速度为每秒1米，2秒钟后为每秒2米等等，而不管这个球有多重。当然，一个铅锤比一片羽毛下落得更快，那是因为空气对羽毛的阻力引起的。如果一个人释放两个不遭受任何空气阻力的物体，例如两个不同的铅锤，它们则以同样速度下降。
伽利略的测量被牛顿用来作为他的运动定律的基础。在伽利略的实验中，当物体从斜坡上滚下时，它一直受到不变的外力（它的重量），其效应是它被恒定地加速。这表明，力的真正效应总是改变物体的速度，而不是像原先想像的那样，仅仅使之运动。同时，它还意味着，只要一个物体没有受到外力，它就会以同样的速度保持直线运动。这个思想是第一次被牛顿在1687年出版的《数学原理》一书中明白地叙述出来，并被称为牛顿第一定律。物体受力时发生的现象则由牛顿第二定律所给出：物体被加速或改变其速度时，其改变率与所受外力成比例。（例如，如果力加倍，则加速度也将加倍。）物体的质量（或物质的量）越大，则加速度越小，（以同样的力作用于具有两质量的物
体则只产生一半的加速度。）小汽车可提供一个熟知的例子，发动机的功率越大，则加速度越大，但是小汽车越重，则对同样的发动机加速度越小。

斜槽实验

伽利略（1564－1642）是伟大的意大利物理学家和天文学家。他爱独立思考，常用观察的方法来研究自然现象，并用自制的仪器进行科学实验。斜槽实验就是伽利略所做的一个有名的验证性实验，请你也重复做一做，以更好地认识匀变速直线运动的规律。

把方桌放在离自来水龙头比较近的地方，如靠厨房的客厅里，用两只等厚的木块（或火柴盒）垫在方桌的两只腿下，使桌面成为斜面。再把铝锅倒置于自来水的龙头下方，调节目来水龙头开关，使水一滴一滴地落在铝锅底上，发出间断的节拍声。调整至节拍周期为0．5秒左右为宜。

实验时，用左手食指将干电池轻轻按在斜面高端的某一点处，用右手握粉笔头随节拍声响敲击桌面，并同步地口报“4、3、2、1、0”。当报到“0”时，将电池释放，使它沿斜面自由滚下（如图1．27所示）。在它运动的过程中，仍随节拍声口报“1、2、3…”，同时用粉笔在桌面上标出相应时刻干电池所经过的位置。重复数次以取得平均位置，并测量这些点与始点的距离，看看这些距离之比是否近似满足1：4：9……的关系。如果有两人配合，用电子表计时，同样可以验证初速度为零的匀加速直线运动的规律。当年伽利略是用7米长的木槽来验证这一规律的，他用的是水钟。经过多次实验，他提出了s/t2为一恒量的结论。你的实验结论是否与他相同？这个恒量应当是加速度的多少倍？伽利略还用理想推理的方法得到了自由落体的运动规律。如果让你来做实验并推理，你知道怎样推理吗？