對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律的物理意義,有些學(xué)生往往認(rèn)識(shí)不足,很容易產(chǎn)生一些誤解,以為牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律定義了慣性和力,它是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的特例,并無(wú)重要意義。其實(shí),牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律不僅是一條獨(dú)立的物理定律,而且還是整個(gè)動(dòng)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),對(duì)它不做深刻的研究,就不能真正懂得整個(gè)牛頓力學(xué)體系。
一、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律僅給出力的定性的定義
牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律,最早見諸于牛頓的名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書,可譯成:“每個(gè)物體繼續(xù)保持其靜止或沿一直線做等速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),除非有力加于其上迫使它改變這種狀態(tài)。”這里給出的力的定義是定性的,不能看作是給力下了確切的定義。真正明確的,定量的力的定義是由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律給出的,力是產(chǎn)生加速度的原因。
二、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律沒有定義慣性
認(rèn)為牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律定義了慣性的說(shuō)法是不妥當(dāng)?shù)?,所謂慣性即物體有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的特性,是物體具有的一種本質(zhì)屬性,它與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生變化無(wú)關(guān),可見慣性定律并不是用來(lái)解釋物體這一具體屬性的,只能說(shuō)慣性定律給出了慣性這一概念,不能說(shuō)是定義了慣性這個(gè)客觀屬性。
三、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律是一條獨(dú)立的物理定律
把牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律看做是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的特例,這是一種似是而非的看法,是沒有看到慣性定律也是一條重要力學(xué)定律的緣故。慣性定律首先揭示了維持物體運(yùn)動(dòng)的原因是物體的慣性,這就不是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律所能替代的。其次,慣性定律確定了運(yùn)動(dòng)定律在其中完全成立的參照系即慣性參照系。如果不是由第一運(yùn)動(dòng)定律建立了慣性系。那就無(wú)法正確表述其他運(yùn)動(dòng)定律??梢姡瑧T性定律是一條重要的獨(dú)立的物理學(xué)定律。
四、牛頓第一定律是一條客觀規(guī)律
這一規(guī)律說(shuō)明了物體具有慣性的性質(zhì),即原來(lái)靜止的物體不受力時(shí)將保持靜止?fàn)顟B(tài),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以當(dāng)沒有外力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此慣性是物體具有的一種性質(zhì),而牛頓第一定律是物體不受力時(shí)遵循的一條客觀規(guī)律。
對(duì)于牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律即慣性定律,我們可以概括地說(shuō),它是力學(xué),也是整個(gè)物理學(xué)的出發(fā)點(diǎn),它歸納了伽利略等人的科學(xué)成果并升華到理論高度,給出了力的定性定義、慣性概念和定義了慣性參照系。慣性定律不能通過其他物理定律或某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得,它是一條具有獨(dú)立意義的重要定律。
參考文獻(xiàn):
余安軍.淺談慣性與慣性定律的教學(xué).科學(xué)咨詢,2012(31).
編輯 孫玲娟