王洪棒
摘要:慣性定律是初中物理課程中的重要內(nèi)容,本文簡(jiǎn)述了作者在初中教學(xué)中對(duì)慣性定律的一些理解。
關(guān)鍵詞:物理;慣性定律;理解
初三物理課本下冊(cè),用這樣的文字表述慣性定律:“一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?!彪m然僅用了幾十個(gè)字,卻對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)做出了高度的概括??茖W(xué)的語(yǔ)言是嚴(yán)密的、精確的,表述定律的文字更是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)推理的高度濃縮,必須一字一句反復(fù)推敲,才能深入地理解和掌握。因此,逐字逐句地分析物理規(guī)律的含義,對(duì)深入理解慣性定律的實(shí)質(zhì)是極為必要的。
首先,“一切”二字強(qiáng)調(diào)了慣性定律是自然界的普遍規(guī)律。不論是同體、液體和氣體,只要沒(méi)有受到力的作用,一切物體都將“保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀念”。從而認(rèn)識(shí)到:慣性是物體的同有屬性。而“時(shí)候”二字則強(qiáng)調(diào)了,“無(wú)力的作用”與“保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的。一方面,一旦受到力的作用,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)立即就將變化;另一方面,力一消失,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)立即停止變化,即不再改變快隉程度和運(yùn)動(dòng)方向。從而認(rèn)識(shí)到:力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因。
“保持”的含義:根據(jù)慣性定律,無(wú)力的作用時(shí),物體或做勻速直線運(yùn)動(dòng),或靜止,到底如何,由其原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。原來(lái)靜止的保持靜止;原來(lái)運(yùn)動(dòng)的,保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向,也就是做勻速直線運(yùn)動(dòng)。因此,同答慣性問(wèn)題常分三個(gè)步驟去考慮:1.原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是運(yùn)動(dòng)還是靜止?2.是否受力?3.根據(jù)慣性定律確定其現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
地球上的物體起碼都受重力的作用,宇宙間的物體起碼都相瓦吸引著,不受力的作用的物體是沒(méi)有的。慣性定律中“沒(méi)有受到力的作用時(shí)”是一個(gè)理想的假設(shè)。實(shí)際上靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體是受到了平衡力作用的結(jié)果。但是,在某一方向上不受力的情況是大量存在的,在這個(gè)方向上,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)發(fā)生改變,這是慣性定律通常的表現(xiàn)形式。慣性定律是伽利略在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上嚴(yán)密推理得出的。這種“實(shí)驗(yàn)室推理”的方法是科學(xué)研究經(jīng)常采用的,我們應(yīng)該注意學(xué)習(xí)。反復(fù)琢磨推敲可以加深理解,而加深理解是最根本的記憶方法,也是能夠在實(shí)際中應(yīng)用的前提。對(duì)正在公路上行駛的汽車,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后,仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離。有的學(xué)生這樣認(rèn)為:“是由于汽車受到了慣性的作用?!边@顯然是不對(duì)的。首先慣性不是一種力。力是物體間的相互作用,物體只要受到力,就一定有其他物體存在而施加這種作用。而慣性是物體不管有無(wú)其他物體存在和是否施加作用都存在的性質(zhì),它不是一種作用。
還有的學(xué)生認(rèn)為:“物體的速度越大,它的慣性就越大。”也是錯(cuò)誤的。慣性是物體的固有屬性,不會(huì)因物體運(yùn)動(dòng)速度的不同而變化。物體慣性的大小具體表現(xiàn)為改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度,衡量物體慣性大小的方法,應(yīng)該是規(guī)定在相同的時(shí)間里,使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生相同的變化時(shí),看所需外力的大小。這樣我們就會(huì)發(fā)現(xiàn):使同一輛車從很大的速度停下來(lái)和從較小的速度停下來(lái)所用的時(shí)間不同,但改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度卻是一樣的。所以說(shuō)物體慣性的大小與它的速度無(wú)關(guān)。
慣性和慣性定律是有區(qū)別的。一個(gè)是物體的一種屬性,另一個(gè)是物體的一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律,兩者不能混為一談。有些學(xué)生把慣性與慣性定律區(qū)分不開,其原因就在于錯(cuò)誤地認(rèn)為,物體只有在不受力時(shí)才有慣性。事實(shí)上,慣性是物體的同有屬性,一切物體都具有慣性,他不隨外界條件的變化而改變,也不隨自身的體積、溫度、運(yùn)動(dòng)情況和受力等情況的變化而變化;而慣性定律是物體在不受力的作用時(shí)將如何運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
由以上分析可以看出,慣性是物體同有的一種基本屬性,它與物體的運(yùn)動(dòng)狀念無(wú)關(guān),與外界條件無(wú)關(guān),只與物體的質(zhì)量有關(guān);而慣性定律是物體所遵循的一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它說(shuō)明了:在一定的外界條件(即不受力的作用時(shí))下,物體會(huì)必然出現(xiàn)的一種結(jié)果(保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài))。
(責(zé)編 張欣)
參考文獻(xiàn):
[1]胡忠啟.慣性和慣性定律[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(初中版),2002(11).