摘要：物理知識(shí)與人們的生活有著較為密切的聯(lián)系，生活中的部分現(xiàn)象可以使用物理知識(shí)進(jìn)行解答。本文以慣性定律在生活中的應(yīng)用為研究?jī)?nèi)容，分析生活中常見(jiàn)的慣性現(xiàn)象，以及如何更好的利用慣性這一物理現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：慣性定律 慣性 物理知識(shí) 應(yīng)用

當(dāng)汽車(chē)從高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)快速剎車(chē)時(shí)，乘客的身體將會(huì)向前傾倒，此時(shí)將受到安全帶的作用，保證乘客的安全。再或者是重型卡車(chē)一般都會(huì)與前車(chē)保持較遠(yuǎn)的安全距離，這是由于重型卡車(chē)的剎車(chē)距離較長(zhǎng)所導(dǎo)致。以上種種現(xiàn)象，都是因?yàn)閼T性的原因所導(dǎo)致，而生活中的慣性現(xiàn)象卻不只如此。

一、慣性定律

所謂慣性定律，也被稱(chēng)為牛頓第一定律，英國(guó)著名科學(xué)家牛頓在其研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沒(méi)有外力對(duì)物體產(chǎn)生作用的時(shí)候，物體將保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)，當(dāng)某種外力打破這一平衡時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將會(huì)發(fā)生改變。

對(duì)于物體這種保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性，就是慣性。一切物體都有著慣性，然而，慣性卻也具有量度，不同質(zhì)量的物體所具有的慣性大小也是不一樣的。例如，質(zhì)量大的物體，其慣性也較大，而質(zhì)量較小的物體，其慣性也就越小。對(duì)于質(zhì)量較大的物體來(lái)說(shuō)，在改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，需要施加的外力也就越大，對(duì)于質(zhì)量不同的運(yùn)動(dòng)物體來(lái)說(shuō)，當(dāng)施加的外力要素相同時(shí)，若要使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變量一致，則需要的時(shí)間也就存在差別，這一差別具體體現(xiàn)在物體的運(yùn)動(dòng)距離上。因此，關(guān)于載重量較大的卡車(chē)需要與前車(chē)保持較遠(yuǎn)的安全距離這一要求，也就能夠得到解釋。

二、慣性定律的應(yīng)用

在日常生活中，慣性定了的應(yīng)用較為常見(jiàn)，下面通過(guò)分析幾種現(xiàn)象來(lái)加深對(duì)慣性定律的認(rèn)識(shí)。

（一）車(chē)內(nèi)的安全帶

基于安全帶對(duì)駕駛員和乘客的保護(hù)作用，安全帶已經(jīng)成為汽車(chē)強(qiáng)制安裝的設(shè)備，并且，隨著車(chē)輛速度的不斷提高，安全帶的使用效果更加明顯。在交通法規(guī)中，要求駕駛員和乘客正確使用安全帶，對(duì)未系安全帶的行為，可以給與警告、扣分、罰款等處罰。

據(jù)以往交通事故資料顯示，未正確使用安全帶是導(dǎo)致駕駛員和乘客死亡、重傷的主要原因之一，尤其是在車(chē)速較快時(shí)，一旦遇到突發(fā)情況而導(dǎo)致的車(chē)輛驟?；蚴Э?，駕駛員和乘客會(huì)由于慣性的作用被甩出車(chē)外，進(jìn)而造成二次傷害。而正確使用安全帶的駕駛員和乘客，則會(huì)由于安全帶的防護(hù)作用，被牢牢固定在座椅上，發(fā)生傷亡的幾率將會(huì)降低47%。

（二）急剎車(chē)導(dǎo)致的車(chē)輛前翻

在一些電影中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特技鏡頭，比如，摩托車(chē)駕駛員在快速行駛過(guò)程中突然急剎車(chē)，摩托車(chē)尾部將會(huì)高高翹起，其實(shí)，這也是慣性的作用。當(dāng)摩托車(chē)在高速行駛過(guò)程中，如果采用前剎，那么，摩托車(chē)尾部和駕駛員都會(huì)繼續(xù)維持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而出現(xiàn)尾部前傾的狀態(tài)，此時(shí)需要駕駛員通過(guò)改變身體重心來(lái)對(duì)摩托車(chē)的姿態(tài)進(jìn)行控制，避免翻車(chē)。

在實(shí)際生活中，在高速行駛過(guò)程中，如果貿(mào)然使用前剎，出現(xiàn)車(chē)輛前翻的可能性大大增加，尤其是在下坡路段時(shí)，由于車(chē)輛前后重心不再一個(gè)水平面上，車(chē)后重心明顯偏高，在高速下坡路段使用前剎，是一種極為危險(xiǎn)的操作。因此，在駕駛車(chē)輛的過(guò)程中，盡量避免前剎的使用，即便是使用前剎，也應(yīng)當(dāng)是與后剎配合使用，或者是在車(chē)速較低的情況下使用，避免車(chē)輛發(fā)生前翻。

（三）戰(zhàn)斗機(jī)在空中格斗前丟掉副油箱

為增加戰(zhàn)斗機(jī)的飛行半徑，研究人員為戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)了副油箱，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)在正常飛行狀態(tài)下，可以使用副油箱中的燃料，一旦接到作戰(zhàn)命令，這會(huì)迅速拋棄副油箱，進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。盡管，副油箱的使用能夠?yàn)轱w機(jī)提供更多的燃料，延長(zhǎng)滯空時(shí)間，但是，飛行員丟掉副油箱的愿意除了避免副油箱被擊中后爆炸外，還有一個(gè)重要的因素，這就是慣性。在空中格斗中，要求戰(zhàn)斗機(jī)能夠靈活的使用各種戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，空中高速回旋包絡(luò)線(xiàn)應(yīng)盡可能緊密，轉(zhuǎn)彎半徑越小，也就能夠增加獲勝的概率。在攜帶副油箱的狀態(tài)下，戰(zhàn)斗機(jī)的質(zhì)量大大增加，在慣性的作用下，需要較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)距離才能完成規(guī)定的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，而這卻也給對(duì)手提供了機(jī)會(huì)，使自己處于危險(xiǎn)之中。

因此，具備優(yōu)良空中格斗性能的戰(zhàn)斗機(jī)，其不僅有著完美的氣動(dòng)外形，也會(huì)在整機(jī)質(zhì)量方面保持最佳的狀態(tài)。

（四）飛行器的姿態(tài)控制

慣性定律在航天領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，其中，以我國(guó)首次載人航天試驗(yàn)為例，研究人員不僅要規(guī)避慣性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，還要科學(xué)的利用慣性來(lái)完成姿態(tài)控制、變軌等一系列操作。在載人航天器上，有著多個(gè)小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，由于慣性的問(wèn)題，導(dǎo)致載人飛船的姿態(tài)與軌道在發(fā)生著緩慢的變化，需要在此過(guò)程中開(kāi)動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反向加力，以保證載人飛船的飛行參數(shù)正常?；谟钪娴恼婵窄h(huán)境，載人飛船并不需要將過(guò)多的燃料消耗在飛船的前進(jìn)方向上，這是由于真空環(huán)境中的阻力較小，飛船運(yùn)動(dòng)方向上的慣性會(huì)長(zhǎng)時(shí)間保持，這對(duì)載重要求極為苛刻的航天工程來(lái)說(shuō)，是一個(gè)極為有利的優(yōu)勢(shì)。

三、改變慣性的方法及案例

從慣性定律中可以看出，慣性的改變需要通過(guò)施加外力來(lái)實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)生活中，人們可以通過(guò)施加外力的方式，對(duì)物體的慣性參數(shù)進(jìn)行控制，以滿(mǎn)足人們的需要。

根據(jù)慣性定律的定義，影響慣性大小的唯一因素就是質(zhì)量，并且，物體慣性大小與其質(zhì)量成正比，物體質(zhì)量越大，慣性也就越大。例如，航空母艦上所使用的錐形飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，巨大的慣性使得飛輪能夠吸收艦載戰(zhàn)斗機(jī)降落時(shí)的動(dòng)能，隨著艦載戰(zhàn)斗機(jī)質(zhì)量的增加，其降落動(dòng)隨之增大，為提高錐形飛輪的慣性，其質(zhì)量也成一定比例的增加。

四、結(jié)語(yǔ)

慣性是一把雙刃劍，在給人們生活帶來(lái)方便的同時(shí)，也可以造成巨大的破壞。然而，從慣性定律的內(nèi)容來(lái)看，慣性是可以被控制的，通過(guò)合理控制慣性參數(shù)的大小，能夠避免慣性的不利影響，并實(shí)現(xiàn)慣性在生活中的合理利用。

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（作者簡(jiǎn)介：王卓群，濟(jì)寧市育才中學(xué)，學(xué)生。）endprint