許永

【摘要】慣性是物體“生來(lái)就有的”一種性質(zhì)，它是物體本身的一種屬性，只是由物體自身決定的，與外界條件無(wú)關(guān)。無(wú)論物體是否受到力，其慣性總是存在的。

【關(guān)鍵字】力；慣性；影響因素

慣性是指物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。對(duì)于《慣性》這一難點(diǎn)，也是重點(diǎn)的內(nèi)容，學(xué)生不易接受，有的學(xué)生只能知道一些表面現(xiàn)象，它也成了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中一塊難啃的“骨頭”。我在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中為了利于學(xué)生理解慣性及正確應(yīng)用慣性解釋實(shí)例，總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)幫助學(xué)生啃好“慣性”這塊骨頭。

一、認(rèn)識(shí)對(duì)象好啃骨頭

古代人無(wú)法理解地球下面的人為什么不會(huì)掉下去，此困惑是由于以自己為參考系而產(chǎn)生的。今天的人們無(wú)法理解自由落體運(yùn)動(dòng)及天體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也是慣性運(yùn)動(dòng)，此困惑是由于以牛頓慣性為"參考系"而產(chǎn)生的。慣性的實(shí)質(zhì)就是：物體通過(guò)某種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)保持或主動(dòng)改變某種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)達(dá)到其內(nèi)部的熵狀態(tài)的一種屬性。

學(xué)習(xí)慣性，還要從另兩個(gè)方面去理解，第一，對(duì)于自然界中的任何物體，大到星球，小到分子、原子，一切物體都具有慣性。第二，無(wú)論物體處于何時(shí)、何地或何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其慣性始終存在。例如，有的學(xué)生在回答問(wèn)題時(shí)，常常在“慣性”一詞前面加上“產(chǎn)生”、“受到”、“出現(xiàn)”等詞語(yǔ)都是錯(cuò)誤的。這樣強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生對(duì)慣性的模糊認(rèn)識(shí)變?yōu)榍逦?/p>

二、準(zhǔn)確判斷輕松啃骨

1、慣性不是力

我們知道：力是物體間的相互作用，物體只要受到力，就一定有其它物體存在并且施加了作用，可見(jiàn)力是一種作用效果。而慣性是物體不管有無(wú)其它物體存在和是否施加作用都存在，而且是不變的性質(zhì)。慣性是物體“生來(lái)就有的”一種性質(zhì)，它是物體本身的一種屬性，只是由物體自身決定的，與外界條件無(wú)關(guān)。無(wú)論物體是否受到力，其慣性總是存在的。

慣性是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。一個(gè)物體，只要不受外力作用，原來(lái)靜止的就會(huì)一直靜止下去，而原來(lái)運(yùn)動(dòng)的則會(huì)一直作勻速直線運(yùn)動(dòng)。這里的問(wèn)題在于：慣性是否是物體的性質(zhì)？依據(jù)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，任何物體均具有慣性。因而，看來(lái)慣性不是被研究物體的性質(zhì)，因?yàn)檫@一性質(zhì)是一切物體所具有的，也就是說(shuō)它與物體的個(gè)別特征無(wú)關(guān)。因而，慣性只能是存在的一個(gè)特征，是被研究對(duì)象周?chē)沫h(huán)境在此對(duì)象上的表現(xiàn)。換一句話說(shuō)，它是存在于物體周?chē)囊环N條件，一種約束。

2、慣性的影響因素

有些學(xué)生認(rèn)為：物體速度越大，慣性越大，當(dāng)速度為零時(shí)，慣性也就沒(méi)有了。可是前面我們已經(jīng)講過(guò)，慣性既然是物體本身的一種性質(zhì)，當(dāng)物體存在時(shí)，慣性就存在，可見(jiàn)慣性與物體速度大小是沒(méi)有關(guān)系的。那么，慣性的大小究竟與什么因素有關(guān)呢？

慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。例如：在空中，一架大型客機(jī)和一架小型飛機(jī)以相同的速度向相同的方向飛行，這時(shí)兩架飛機(jī)同時(shí)接到命令要掉轉(zhuǎn)機(jī)頭往回飛，哪一架飛機(jī)掉轉(zhuǎn)機(jī)頭比較迅速呢？顯然小飛機(jī)轉(zhuǎn)得快，大飛機(jī)轉(zhuǎn)得慢。所以慣性大小與質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量越大，慣性越大。只要物體存在，質(zhì)量也存在，慣性就會(huì)存在。

質(zhì)量大的物體在相同的力作用下其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結(jié)論。而事實(shí)上物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是難還是容易是與慣性無(wú)關(guān)的。慣性所揭示出的物體之性質(zhì)不在于其使（或抗拒）物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）的本領(lǐng)：因而慣性與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。倘若慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)的話，則我們也可以說(shuō)力與慣性也有關(guān)系。因?yàn)閷?duì)于相同質(zhì)量的物體而言，力越小其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越難改變。

“質(zhì)量是物體慣性大小的量度”這個(gè)論題，在幾個(gè)角度去看都是錯(cuò)誤的。第一，質(zhì)量不是物體慣性大小的量度。個(gè)別研究對(duì)象的質(zhì)量與其所揭示的慣性毫無(wú)關(guān)聯(lián)。因?yàn)檫@兩者從數(shù)量上來(lái)看是一對(duì)無(wú)窮大的關(guān)系，從內(nèi)容上來(lái)看是個(gè)體與存在的關(guān)系，在它們之間，人類(lèi)的理性不可能找到邏輯上的因果鏈。第二，“物體的慣性”這樣的說(shuō)法缺乏依據(jù)，因?yàn)閼T性不是物體的性質(zhì)。物體只是作為慣性的表現(xiàn)者而存在的。第三，“慣性的大小”這樣的說(shuō)法也缺乏依據(jù)，因?yàn)閼T性沒(méi)有大小，慣性只是存在的一種表達(dá)方式，一種特定狀態(tài)的顯現(xiàn)。第四，既然慣性并無(wú)大小，我們也不可去進(jìn)行量度，事實(shí)上，任何一本教科書(shū)上也沒(méi)有指出慣性與質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系，因?yàn)檫@一函數(shù)關(guān)系并不存在，它只是人們的一個(gè)虛假的邏輯推測(cè)，誰(shuí)也不能證明質(zhì)量與慣性成正比或不成正比，更不能得出它們之間的比例系數(shù)，因?yàn)檫@些關(guān)系均是虛假的。因而，物理學(xué)界流傳的物體的慣性等于它的質(zhì)量只是人們一個(gè)隨心所欲的錯(cuò)誤言說(shuō)。

此外需特別強(qiáng)調(diào)的是慣性與物體的運(yùn)動(dòng)速度沒(méi)有直接關(guān)系。高速行駛的車(chē)輛因慣性而不能及時(shí)制動(dòng)常造成交通事故。所以，在城市的市區(qū)，對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)速都有一定的限制，以利于行車(chē)安全。在這里，不能及時(shí)制動(dòng)是由于慣性還是由于制動(dòng)力不夠大？略作思考，讀者就可判斷出是由于后者。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發(fā)生交通事故的真正原因是，由于車(chē)輛質(zhì)量較大，而相應(yīng)的制動(dòng)力在如此質(zhì)量的物體上所產(chǎn)生的加速度很小，不能使車(chē)輛很快地減速，從而在短時(shí)間內(nèi)停下來(lái)。倘若對(duì)于質(zhì)量較大的車(chē)輛來(lái)說(shuō)制動(dòng)力也允許更大，那么作者認(rèn)為還是可以在一定的時(shí)間內(nèi)制動(dòng)車(chē)輛的。？并且，這個(gè)例子中的“高速行駛的車(chē)輛”及“對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)速都有一定的限制”的字句很容易使學(xué)生認(rèn)為慣性和物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。這對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的誤導(dǎo)。

三、掌握步驟啃好骨頭

我們發(fā)現(xiàn)許多同學(xué)在解答有關(guān)現(xiàn)象的問(wèn)題時(shí)，常常只會(huì)籠統(tǒng)地回答“這是由于物體的慣性原因造成的”，表達(dá)得很不準(zhǔn)確，不能夠回答問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。為了提高分析問(wèn)題的能力和培養(yǎng)表達(dá)能力，可以按一定的步驟進(jìn)行分析，供大家參考。

a.確定研究對(duì)象。

b.弄清研究對(duì)象原來(lái)處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

c.分析研究對(duì)象的受力情況。

d.由于慣性，研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變情況。

通關(guān)上述闡述，能夠說(shuō)出了問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，有利于改變學(xué)生的一些習(xí)慣思維，使學(xué)生對(duì)慣性的認(rèn)識(shí)更透徹，提高了學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)習(xí)好物理基礎(chǔ)知識(shí)奠定了良好的根基。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬英卓：用慣性力學(xué)三定律解力學(xué)習(xí)題?！懂?dāng)代物理世界—物理論文集》網(wǎng)站

[2]引力神話的根源———解釋?xiě)T性力學(xué)三定律一文由