張晨蓓

摘要：牛頓第一定律也就是我們所知道的慣性定律，慣性定律提出了一個(gè)重要的物理概念“慣性”。慣性是質(zhì)點(diǎn)間相互作用的結(jié)果，而不是物體本身和外界無(wú)關(guān)的屬性。本文首先從三個(gè)方面概括了牛頓第一定律的適用范圍，并總結(jié)了慣性的兩種表現(xiàn)形式以及與牛頓第二定律的不同點(diǎn)，最后結(jié)合高中物理中的兩個(gè)典型例題進(jìn)行題目解析，并總結(jié)了應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問(wèn)題的解題技巧。

關(guān)鍵詞：牛頓第一定律;理解應(yīng)用;解題技巧

中圖分類號(hào)：G633.7?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B????文章編號(hào)：1672-1578（2019）12-0177-01

引言

牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，簡(jiǎn)稱牛頓第一定律。又稱慣性定律、惰性定律。常見(jiàn)的完整表述：任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。牛頓第一定律與牛頓第二、第三定律構(gòu)成了牛頓力學(xué)的完整體系。牛頓第一定律給出了慣性系的概念，第二、第三定律以及由牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立起來(lái)的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)體系只對(duì)慣性系成立。因此，牛頓第一定律是不可缺少的，是完全獨(dú)立的一條重要的力學(xué)定律。

1.牛頓第一定律適用范圍

牛頓第一定律的適用范圍具體來(lái)說(shuō)有三個(gè)要求，第一是研究的對(duì)象的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，光速是30萬(wàn)千米每秒，而發(fā)射火箭的時(shí)候不過(guò)10千米每秒左右，相差了5個(gè)數(shù)量級(jí)，所以，這個(gè)“遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于”可以認(rèn)為是速度和光速相差3個(gè)數(shù)量級(jí)以上，當(dāng)然相差越多偏離就越小。

第二是研究對(duì)象的空間尺度要在分子大小的數(shù)量級(jí)以上和星系的數(shù)量級(jí)以下。本文認(rèn)為相對(duì)論適用的范圍是宇觀和宏觀，宇觀就是大于太陽(yáng)系尺度以上的大尺度。宏觀就是肉眼可見(jiàn)的最小尺度與宇觀之下的范圍。但是宏觀時(shí)牛頓力學(xué)和相對(duì)論相差不大時(shí)，也可以選用后者。而牛頓力學(xué)可以認(rèn)為要求要在宏觀和分子尺度之上。要注意宇觀和宏觀，微觀都是模糊的。而分子尺度之下的自然就是量子物理的范疇。

第三是要求研究對(duì)象的質(zhì)量在分子質(zhì)量數(shù)量級(jí)之上和太陽(yáng)質(zhì)量數(shù)量級(jí)之下。因?yàn)槿绻|(zhì)量比太陽(yáng)還大的，那肯定就是宇觀范疇，往往使用相對(duì)論比較合適。而分子質(zhì)量之下的往往就是微觀的，使用量子物理比較合適。

慣性的兩種表現(xiàn)形式：物體的慣性總是以保持“原狀”或反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來(lái)。物體在不受外力或所受的合外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）。牛頓第一定律是經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來(lái)的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律。

2.牛頓第一定律應(yīng)用技巧

2.1?下列說(shuō)法正確的是（?）

A.在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運(yùn)場(chǎng)的集裝箱貨車的慣性大

B.牛頓第一定律是根據(jù)理論推導(dǎo)出來(lái)的

C.在粗糙水平面上滾動(dòng)的小球最后會(huì)停下來(lái)是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性

D.物體的速度逐漸增大同時(shí)加速度逐漸減小是有可能的

解析

慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是其唯一量度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;牛頓第一定律是牛頓在伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上邏輯推理得出的規(guī)律，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球在粗糙水平面上受到摩擦力是小球停下來(lái)的原因，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體可以做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。

2.2?（多選）關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是（?）

A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

B.不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變

C.在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果

D.奔跑的運(yùn)動(dòng)員遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

解析

牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，選項(xiàng)A、B正確;牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái)，是由于摩擦阻力的作用而改變了木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，奔跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔枚淖兞诉\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

通過(guò)以上示例，應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要把生活感受和理論問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣。

如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力作用。因此，判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況。

結(jié)論

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的一大成就就是將機(jī)械運(yùn)動(dòng)的參考系分為非慣性系和慣性系兩大體系。在非慣性系之中，對(duì)慣性力的引用，仍然可以對(duì)這些機(jī)械運(yùn)動(dòng)給予很大的指導(dǎo)作用。除了理論研究上的應(yīng)用，慣性定律在日常生活中的應(yīng)用也是很廣泛的，它對(duì)于日常生活的一些現(xiàn)象給予了正確的解釋，同時(shí)為我們的生產(chǎn)生活打來(lái)了極大便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]?章鵬.非慣性參照系中的動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1994（1）.