論慣性教學的反思

【摘 要】慣性是學生在初中的學習中是一個難點，本文利用學生在學習中出現的問題入手，引導老師在教學中從慣性的定義、本質入手，升學生對于慣性的理解和認識，從而正確解決慣性問題以及理解慣性在生活中的應用。

【關鍵詞】慣性；屬性；力；速度

許多老師都有這樣的一個體會，在初中慣性的教學中許多同學對慣性概念的理解、掌握程度不高，遇到問題經常出錯，即使經過“力與運動”的學習，遇到問題還是不容易解決。經過統計分析發現學生對于慣性的認識錯誤主要集中在以下幾點：①慣性的表述方面，慣性是物體的一種性質，不是力也不是現象。學生回答問題時常常描述為“物體在慣性（慣性力）的作用下，繼續向前運動”。②慣性是有條件的，有看到現象的就有慣性，沒有看到現象的就沒有慣性，例如運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性。③沒有理解慣性與物體運動狀態、速度的關系，認為速度越大慣性越大，速度越小慣性越小。

我認為學生出現這些問題的原因主要有以下幾點：①缺乏感性認識，形成概念理解上的困難。初中生的思維模式是從具象思維到抽象思維的發展過程，學生對物理概念的理解建立的形象之上。而慣性的概念卻是建立在牛頓第一定律的基礎在，而牛頓第一定律又是在實驗的基礎上推導出來了，是一個抽象化的化概念，學生的抽象思維能力不足就很容易造成認識上的錯誤。②思維定勢帶來的負向遷移，妨礙了正確觀念的形成。由于牛頓第一定律與人們的直觀感覺上有很大的不同，學生在日常生活中一錯誤的觀念先入為主，認為物體的運動還是需要力來維持，有力才有運動，沒有力物體就無法運動，再根據日常生活中的一些表象，如高速行駛火車或者汽車剎車時很難在短時間內停下來，于是就認為物體的運動速度越大，慣性越大。盡管教師在教學中一再強調，慣性是一切物體的固有屬性，與其他因素無關，可是一旦遇到問題，學生的思維定勢仍在起作用，妨礙的正確觀念的形成。③教師的教學方法不合適，對學生的估計過于樂觀。在慣性的教學中，教師沒有充分研究學生的學習心理以及思維規律，對各種情況下的慣性現象的舉例不夠充分，忽視了對學生學習積極性的調動，沒有重視啟發學生思維，對學生認識上的困難估計不足等，這些因素都造成了教學上的困難。為了避免學生在學習中出現這幾個問題，我們在教學中就應當注意把以下幾個問題解釋清楚。

一、什么是慣性

教材給我們的定義是“物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質”。這是任何物體都具有的一種固有屬性，大到天體，小到肉眼看不得見的原子、分子，一切物體都具有慣性。在課堂中我們可以利用實驗來進行演示，例如讓同學端著一盆水，突然前進或者由運動突然停止時觀察臉盆里面水的運動情況；放在書本上的橡皮擦，突然拉動書本時，觀察橡皮擦的運動變化，或者橡皮擦放在書本上與書本共同運動，突然讓書本撞到障礙物突然停下來，觀察橡皮擦的運動狀態，這個實驗模擬了汽車上乘客在汽車啟動和剎車是的情景；利用空氣炮吹滅蠟燭等。通過以上這些實驗都可以讓學生加深對“慣性是任何物質都有的一種屬性”概念的理解。可以讓學生知道固體、液體、氣體都有慣性，運動的物體，靜止的物體也都有慣性。

例1.下列有關于慣性的說法，正確的是（）

A.只有不受力的物體才具有慣性，受力的物體慣性消失

B.只有運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性

C.做勻速直線運動或靜止狀態的物體有慣性，變速運動的物體沒有慣性

D.一切物體在任何情況下都具有慣性

正確答案選擇D，從慣性的概念可以知道慣性是一切物體的固有屬性。所以慣性與物體的運動狀態，受力情況均無關系，在一切物體在任何情況選都具有慣性，并不會消失。

二、慣性與慣性定律的區別

慣性是物體本身的一種固有屬性，它是保持物體靜止或者做勻速直線運動狀態的性質，它并不隨外界條件的變化而改變，它的影響因素只由本身的質量決定；然而慣性定律也叫做牛頓第一定律，它是有條件的，即物體在不受外力作用時才保持靜止或勻速直線運動。慣性與慣性定律在條件上就有所不同，慣性是沒有條件的在任何情況下都成立，而慣性定律是有條件的即只在不受力的情況下才成立。

三、慣性與力、現象的區別

前文講到，許多同學在做題時常用到“受到慣性力”、“受到慣性”、“在慣性作用下”把慣性當是做一種力，混淆了慣性與力的概念。我們可以從這三個方面入手正確區分慣性與力的區別：①慣性是物體的一種固有屬性，既不受外界的影響，也不會影響到外界，既不會作用在其他物體上，也不會受到其他物體的作用。而力是物體對另一物體的作用，離開了物體，就無從談力。所以慣性并不是力。②力的作用效果是改變物體的運動狀態，而慣性是保持物體的原來的運動狀態。③慣性與力的構成要素不同，慣性沒有方向、作用點，只有大小并且慣性的大小也沒有具體的數值和單位；而力卻是由大小、方向、作用點這三要素組成的通過以上這三點分析就能說明慣性并不是力。

例2.子彈從槍口射出后還能繼續向前飛行，請用所學的知識解釋這一現象。

解析：子彈在槍膛內是運動的，離開槍口后，由于慣性要保持原來的運動狀態，所以繼續向前飛行。在教學中發現許多同學解釋成“子彈在慣性力的作用下繼續向前飛行”或者“子彈受到慣性的作用繼續向前飛行”。

四、慣性大小與速度大小的關系

通過教學中發現許多同學認為物體的運動速度越大，越不容易停下來，慣性也就越大，速度越小，越容易停下來，慣性越小。所以認為慣性與速度有關，速度越大慣性越大，速度越小慣性越小。這個理解是錯誤的，首先我們可以用歸謬法對慣性與物體運動的速度無關進行論證，假設慣性與速度有關，速度越大慣性越大；反之速度越小慣性越小，以此類推，當速度為零時慣性也應該為零，但是這與慣性是物體本身的固有屬性，一切物體都具有慣性相違背，從而可以得到慣性與速度無關。慣性是物體保持靜止或勻速直線運動狀態的性質，慣性的大小表示物體保持越來運動狀態的能力，慣性越大保持原來運動狀態的能力越強，運動狀態越容易改變；慣性越小保持原來運動狀態的能力越小運動狀態越不容易改變。那么在比較慣性大小時就應當保證物體的速度變化是相同的，而讓運動速度大的物體停下來與讓速度小的物體停下來，速度的變化量是不同的，因此在衡量慣性大小時必須是在相同的速度變化量的前提下進行比較。例如同一個人快跑到停下和慢跑到停下，兩次速度的改變量不同，快速跑到停下來，速度的變化量較大，所以更難停下來，而不是因為慣性大，更難停下來。生活中的例子可以用鉛球和乒乓球來進行比較，雖然乒乓球的運動速度大于鉛球的速度，但是乒乓球的質量小于鉛球質量，所以很容易就可以讓乒乓球停下來。

五、巧解慣性問題

教師在解釋慣性現象時應當注意引導學生探索出解答慣性問題的步驟。

（1）確定原來物體的運動狀態；

（2）發生了什么樣的變化；

（3）哪個物體或哪一部分物體由于慣性要保持原來的運動狀態；

（4）結果出現了什么樣的現象。

例3.一輛客車在平直的公路上勻速行駛，因遇到障礙物突然向左急轉彎，坐在車上的乘客為何都向左急轉彎？

解析：客車在急轉彎前，乘客與汽車一起向前左勻速直線運動，當汽車遇到障礙物，司機立刻轉動方向盤向左急轉彎，此時，車上乘客的下半身由于摩擦力的原因，與汽車一起向左轉彎，但是乘客上半身由于慣性要保持原來的運動狀態，繼續向前運動。所以，汽車在向左拐彎的時候乘客的上半身會向右傾斜。

總之，慣性是物體本身的一種固有屬性，并不會隨物體的運動與否，運動速度大小，運動狀態的變化而變化，也不受物體的受力情況影響。它的大小只與物體的質量有關，質量越大，慣性越大，質量越小，慣性越小。

參考文獻：

[1]齊天德.認識慣性[M].數理化學習，2011，（09）：47-48

作者簡介：

吳冰冰（1988～），男，福建三明人，陜西理工學院，本科，三明市三元區巖前中學教師。endprint