趙再友

【摘要】明確慣性概念，理解慣性現(xiàn)象，既是學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系乃至整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，又是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑。

【關(guān)鍵詞】慣性；教學(xué)；體會(huì)

一個(gè)物理概念的形成，既要明確建立概念的必要性，又要排除生活“經(jīng)驗(yàn)”所造成的誤解，在此基礎(chǔ)上抓住正確理解概念的要點(diǎn)，才能學(xué)好概念，運(yùn)用好概念。慣性是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系知識(shí)中的一個(gè)重要概念，又與實(shí)踐知識(shí)緊密相聯(lián)。明確慣性概念，理解慣性現(xiàn)象，既是學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系乃至整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，又是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑。慣性是一個(gè)抽象的科學(xué)概念，在教學(xué)中還應(yīng)重視發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力。慣性雖然眾所周知，但學(xué)生往往不能正確理解，因此不能正確解釋一些慣性現(xiàn)象，學(xué)生把概念背得滾瓜爛熟，一接觸到實(shí)際問(wèn)題，就犯經(jīng)驗(yàn)性錯(cuò)誤。為使學(xué)生正確理解慣性概念，在教學(xué)中必須講清下面幾點(diǎn)。

1“慣性”的意義一切物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的這種性質(zhì)叫慣性?！耙磺形矬w”都具有慣性，不是指某一個(gè)物體，也不是我們研究的物體的個(gè)別性質(zhì)，而是任何物體都具有的。不論是宏大的天體，地球上的物體，還是微觀粒子都具有慣性；不論物體在地球上，還是在月球上都同樣具有慣性；不論物體處于什么狀態(tài)它都具有慣性，即物體是處于固態(tài)它具有慣性，處于液態(tài)或氣態(tài)它同樣具有慣性；慣性是物體的一個(gè)固有屬性，任何物體，在任何狀態(tài)下的任何時(shí)間里都有慣性，如宇航員敢離開(kāi)飛船在宇宙中和飛船并駕齊驅(qū)；飛行的子彈如不受重力和空氣阻力，它將保持勻事直線運(yùn)動(dòng)下去，這一點(diǎn)應(yīng)深刻理解。教師應(yīng)抓住概念中的關(guān)鍵字。一切物體都具有保持……的性質(zhì)”，反復(fù)講授，引導(dǎo)學(xué)生討論，理解概念本身含義。教師應(yīng)在下列方面講清其內(nèi)涵：慣性既是物體的固有性質(zhì)，就不能說(shuō)物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)有慣性，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變或所受合外力不為零時(shí)就沒(méi)有慣性；也不能說(shuō)：“我們現(xiàn)在研究的對(duì)象具有慣性”，而“其它未研究的物體就沒(méi)有慣性了”。因而，看來(lái)慣性不是被研究物體的性質(zhì)，這一性質(zhì)是一切物體具有的，也就是說(shuō)它與物體的個(gè)別特征無(wú)關(guān)。再結(jié)合“行駛中的汽車(chē)或火車(chē)，由于慣性不能立即停止，即使緊急剎車(chē)，也要向前運(yùn)動(dòng)一段距離才能停下來(lái)”這一實(shí)例，指出“對(duì)運(yùn)動(dòng)物體即使加上很大的阻力，要使它停下來(lái)仍需一段時(shí)間”，正是運(yùn)動(dòng)物體要“保持”勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)表現(xiàn)；再以汽車(chē)出發(fā)時(shí)即使加在大油門(mén)使?fàn)恳艽?，也不可能立即開(kāi)得很快為例闡明“對(duì)靜止物體即使加上很大的推動(dòng)力，要使它達(dá)到某一速度仍需一段時(shí)間”也正是靜止的物體要“保持”靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)表現(xiàn)；物體有“動(dòng)則恒動(dòng)，靜則恒靜”的一種性質(zhì)，也就是說(shuō)，動(dòng)者要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，靜者要保持靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。然后根據(jù)這兩方面的表現(xiàn)，對(duì)照概念，使學(xué)生明確慣性是物體具有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種“惰性”，即使物體受到外力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，但它的“惰性”還是存在，因此慣性不會(huì)消滅，是物體本身具有的固有屬性。

2“慣性”與“慣性定律”慣性與慣性定律，初學(xué)者容易混淆不清，往往把慣性說(shuō)成慣性定律，二者混為一談。慣性是物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的一種性質(zhì)，只與物體本身的質(zhì)量有關(guān)，沒(méi)有其他條件限制。而慣性定律指的是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它有不受外力作用條件的限制；學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)得出“物體只有在不受外力作用時(shí)才有慣性，而受到外力作用時(shí)就沒(méi)有慣性了”的錯(cuò)誤結(jié)論。為了糾正這種錯(cuò)誤，除了使學(xué)生能準(zhǔn)確地?cái)⑹鰬T性和慣性定律的內(nèi)容，還應(yīng)該使學(xué)生知道它們的區(qū)別：慣性是一切物體固有的屬性，是不依外界(作用力、能量等)條件而改變，它始終伴隨物體而存在，慣性定律則是研究物體在不受外力作用時(shí)如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，是一條運(yùn)動(dòng)定律，它指出了“物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的原因，而慣性是“物體具有保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的性質(zhì)，兩者完全不同。當(dāng)物體受到外力作用(合外力不為零)時(shí)，物體不可能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，但物體的慣性仍然存在，物體力圖保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)(慣性)仍頑強(qiáng)地表現(xiàn)出來(lái)。

3“慣性”與“力”認(rèn)為“子彈離開(kāi)槍口后還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)”，“水平道路上運(yùn)動(dòng)著的汽車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后還要向前運(yùn)動(dòng)”這些都是“慣性”這個(gè)力作用的結(jié)果，學(xué)生往往把“慣性”和“力”錯(cuò)誤地等同在一起。有人說(shuō)，在地球表面同一高度的地方，物體的重力跟它的質(zhì)量成正比，質(zhì)量越大的物體重力越大，慣性也越大。但這不能說(shuō)慣性和物體的重力有關(guān)。如在千萬(wàn)米高空中，物體的質(zhì)量不變而重力趨于零，而物體的慣性仍然存在；再看我們國(guó)家的“神州5號(hào)”飛船上天，飛船繞地球飛行時(shí)楊利偉在飛船中處于失重狀態(tài)，質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化，他也能“保持”原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與飛船一起飛行，這表明物體的慣性與物體的重力無(wú)關(guān)。為了避免學(xué)生把慣性和力兩個(gè)概念相混淆，可結(jié)合力的概念，要求學(xué)生去尋找施力物體，看有沒(méi)有施力物體，再引導(dǎo)學(xué)生分析慣性與力的區(qū)別。首先物理意義不同：慣性是指物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)；而力是指物體對(duì)物體的作用。慣性是物體本身的固有屬性，任何物體在任何狀態(tài)下的任何時(shí)間里始終具有這種性質(zhì)，它與外界條件無(wú)關(guān)；力則只有物體與物體發(fā)生相互作用時(shí)才有，離開(kāi)了物體力就不存在。其次構(gòu)成的要素不同：慣性只有大小，沒(méi)有方向和作用點(diǎn)，而對(duì)于慣性的大小也沒(méi)有具體數(shù)值，只能作定性的描述，慣性無(wú)單位；力是由大小、方向和作用點(diǎn)三要素構(gòu)成，它的大小能用具體的數(shù)值定量描述，力的單位是牛頓。第三它們的效果也不同：慣性是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)；力的作用則可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由此可以得出結(jié)論，慣性和力是兩個(gè)不同的概念，不能把它們等同。