對慣性定律的理解

□山東省淄博市博山區(qū)石馬鎮(zhèn)中心學(xué)校 王洪棒

初三物理課本下冊，用這樣的文字表述慣性定律：“一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。”雖然僅用了幾十個字，卻對大量的實驗事實做出了高度的概括。科學(xué)的語言是嚴密的、精確的，表述定律的文字更是科學(xué)實驗和嚴謹推理的高度濃縮，必須一字一句反復(fù)推敲,才能深入地理解和掌握。因此，逐字逐句地分析物理規(guī)律的含義，對深入理解慣性定律的實質(zhì)是極為必要的。

首先，“一切”二字強調(diào)了慣性定律是自然界的普遍規(guī)律。不論是固體、液體和氣體，只要沒有受到力的作用，一切物體都將“保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”。從而認識到：慣性是物體的固有屬性。而“時候”二字則強調(diào)了，“無力的作用”與“保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”是瞬時對應(yīng)的。一方面，一旦受到力的作用，物體的運動狀態(tài)立即就將變化；另一方面，力一消失，物體的運動狀態(tài)立即停止變化，即不再改變快慢程度和運動方向。從而認識到：力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因。

“保持”的含義：根據(jù)慣性定律，無力的作用時，物體或做勻速直線運動，或靜止，到底如何，由其原來的運動狀態(tài)決定。原來靜止的保持靜止；原來運動的，保持原來的運動速度和運動方向，也就是做勻速直線運動。因此，回答慣性問題常分三個步驟去考慮：1.原來運動狀態(tài)是運動還是靜止？2.是否受力？3.根據(jù)慣性定律確定其現(xiàn)在的運動狀態(tài)。

地球上的物體起碼都受重力的作用，宇宙間的物體起碼都相互吸引著，不受力的作用的物體是沒有的。慣性定律中“沒有受到力的作用時”是一個理想的假設(shè)。實際上靜止或勻速直線運動的物體是受到了平衡力作用的結(jié)果。但是，在某一方向上不受力的情況是大量存在的，在這個方向上，物體的運動狀態(tài)就不會發(fā)生改變，這是慣性定律通常的表現(xiàn)形式。慣性定律是伽利略在實驗基礎(chǔ)上嚴密推理得出的。這種“實驗室推理”的方法是科學(xué)研究經(jīng)常采用的，我們應(yīng)該注意學(xué)習(xí)。反復(fù)琢磨推敲可以加深理解，而加深理解是最根本的記憶方法，也是能夠在實際中應(yīng)用的前提。對正在公路上行駛的汽車，關(guān)閉發(fā)動機后，仍能繼續(xù)前進一段距離。有的學(xué)生這樣認為：“是由于汽車受到了慣性的作用。”這顯然是不對的。首先慣性不是一種力。力是物體間的相互作用，物體只要受到力，就一定有其他物體存在而施加這種作用。而慣性是物體不管有無其他物體存在和是否施加作用都存在的性質(zhì)，它不是一種作用。

還有的學(xué)生認為：“物體的速度越大，它的慣性就越大。”也是錯誤的。慣性是物體的固有屬性，不會因物體運動速度的不同而變化。物體慣性的大小具體表現(xiàn)為改變物體運動狀態(tài)的難易程度，衡量物體慣性大小的方法，應(yīng)該是規(guī)定在相同的時間里，使物體的運動狀態(tài)發(fā)生相同的變化時，看所需外力的大小。這樣我們就會發(fā)現(xiàn)：使同一輛車從很大的速度停下來和從較小的速度停下來所用的時間不同，但改變其運動狀態(tài)的難易程度卻是一樣的。所以說物體慣性的大小與它的速度無關(guān)。

慣性和慣性定律是有區(qū)別的。一個是物體的一種屬性，另一個是物體的一種運動規(guī)律，兩者不能混為一談。有些學(xué)生把慣性與慣性定律區(qū)分不開，其原因就在于錯誤地認為，物體只有在不受力時才有慣性。事實上，慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，他不隨外界條件的變化而改變，也不隨自身的體積、溫度、運動情況和受力等情況的變化而變化；而慣性定律是物體在不受力的作用時將如何運動的規(guī)律。

由以上分析可以看出，慣性是物體固有的一種基本屬性，它與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與外界條件無關(guān)，只與物體的質(zhì)量有關(guān)；而慣性定律是物體所遵循的一種運動規(guī)律，它說明了：在一定的外界條件（即不受力的作用時）下，物體會必然出現(xiàn)的一種結(jié)果（保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)）。