再谈牛顿定律与惯性

1、再谈牛顿定律与惯性关于物体的惯性早在初二物理中就讲过，但仍有相当部分学生头脑中存在一些似而非的问题，如：什么样的物体才具有惯性?惯性的大小与物体的运动快慢有什么关系?有的学生认为只有静止的物体才具惯性，有的学生依据汽车运动越快越难刹车断定：物体运动越快，惯性就越大，这说明学生还未从根本上理解物体的惯性概念，更不用说正确运用惯性概念去解释有关的惯性现象了，教材中是这样引入惯性的：从上一节牛顿第一定律可知，一切物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，我们把物体保持运动状态不变的性质叫惯性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律，牛顿第一定律指明物体不受任何外力或合外力为零时的运动状态，据此断定一切物体

2、任何时候都具有保持这种运动状不变的性质，让人感到突然，对惯性无法理解，甚至连牛顿第一定律也模糊起来，有人根据“牛顿第一定律也叫惯性定律”把牛顿第一定律与惯性混为一谈，本来物体处于静止状态或匀速直线运动状态是有条件的，即物体不受任何外力或合外力为零，怎么变成一切物体任何时候都具有这种保持运动状态不变的性质呢?即使是这样，那么踢出去的足球继续向前运动但不是保持匀速直线运动，为什么这是物体惯性的体现呢?这样不但对惯性无从理解，对惯性定律的理解更无从谈起了，教参中为了帮助理解，用情性来比喻惯性，从字面上看，“情”有懒得动的意思，因此，不少学生认为只有静止不动的物体才具有惯性，到底如何去理解惯性呢?要让

3、学生真正理解惯性，仅根据课本及教参是不够的，教师必须引导学生依据牛顿第一定律进行细致的分析及严格的逻辑推理，才能真正让学生明白惯性的确切含义，其实惯性是牛顿第一定律的一个重要的推论，其推理过程如下：牛顿第一定律一物体不受任何外力或合外力为零时，原来静止的物体将保持静止，原来运动的物体将保持匀速直线运动一物体不受任何外力或合外力为零时将保持自己原来的运动状态不变一物体要保持原来的运动状态不变，不需要任何外力的帮助，本身就能做到一物体保持原来的运动状态不变是一切物体本身具有的能力（性质）一一切物体具有保持原来的运动状态不变的性质，这种性质叫物体的惯性，从推理过程可以看出：惯性是物体自身具有的一种能

4、力，所以惯性与物体所处的运动状态及受力情况无关，并在运动状态前加“原来”二字，这样惯性含义一目了然，具体明白，学生根本不会认为只有静止的物体或不受力的物体才有惯性，而是任何物体都具有惯性，即具有保持原运动状态的能力（性质），从上面的推理过程还可看出牛顿第一定律的另一个重要推论，物体做匀速直线运动时可不受任何外力，故力不是维持物体运动的原因，有了对惯性的正确理解，我们会发现教参中用惰性比喻惯性不是最恰当的，因为学生往往把惰性理解为懒得动而不是懒得变，难怪有的学生认为只有静止的物体才具有惯性，从惯性的推理过程可以看出惯性的确切含义应为“一惯”或“一如既往”，即物体以往是怎样的运动状态，那么它在任何

5、时候都具有保持这种运动状态一如既往不变的性质，各种惯性现象正是这种性质的具体体现，如踢出去的足球仍向前运动正是足球保持原来向前运动状态的性质体现，汽车刹车后还要向前运动一段距离也是由于汽车保持原来向前运动的性质体现，这些现象都是物体保持原来的运动状态一如既往的具体体现，即物体惯性的体现，显然，物体惯性的体现是不需要条件的，尽管实际中的物体运动状态及受力情况千差万别，所以体现惯性的物体并不是指保持静止或匀速直线运动的物体，而保持静止或匀速直线运动的物体则是有条件的，这与牛顿第一定律有关，从上面推理过程还可直接看出物体的惯性隐含在牛顿第一定律中，因此牛顿第一定律是关于物体惯性的定律，因而又叫惯性定律，关于物体惯性大小与什么因素有关的问题，也只能从牛顿第二定律中得到答案，由于惯性是物体本身具有的性质，惯性的大小只与物体本身的因素有关，与外力大小及运动快慢无关，到底与物体什么因素有关呢?依牛顿第二定律可知，当物体受到外力F相同时，质量越大的物体，加速度越小，即速度改变越慢，也就是说，物体原来的运动状态改变越慢，亦即，改变原来的运动状态越困难，反映出物体维持原来的运动状态越容易，即物体维持原来运动状态的能力越强，实际上就是物体的惯性越大，反之惯性越小，故惯性大小只与物体的质量有关，这从根本上否定了物体运动越快，惯性越大的说法，汽车速度大，越不容易刹车的结论其实是错误的，正确说法是，