关于“惯性”的误解
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关于“惯性”的误解
陶书成张顺晴
“惯性”概念虽然简单,但也容易产生各种各样错误的理解。
如:
1. 误认为:物体在没有受到外力作用时,能保持匀速直线运动状态或静止状态,是有惯性的。
当物体受到外力时,不能保持匀速直线运动或静止状态了,因而惯性也没有了。
要纠正这一错误认识,必须先理解物体在受到外力时,它的惯性有何表现。
举个例子:行驶中的汽车或火车,由于惯性不能立即停止运动,即使紧急刹车,也要向前运动一段距离才能停下。
可见,对运动物体即使加上了很大的阻力,要使它停下来仍需要一段时间,“惯性”在此表现为运动物体要保持原有的匀速运动状态(力图反抗速度减小),“惯性”并没有消失。
同理,要使汽车从静止出发,即使加大油门,使牵引力很大,也不可能立刻开得很快。
“惯性”在此表现为原来静止的物体有保持静止状态的性质(力图反抗速度增大)。
从这两个例子可以看出,受到外力的物体仍有惯性。
所以,“一切物体都有惯性”应理解为:一切物体在任何时刻、任何状态下都有惯性。
2. 误认为:“惯性”就是“惯性定律”。
惯性定律指出:一切物体在不受外力作用时,将保持匀速直线运动状态或静止状态。
而从第一点的论述中我们已经得到,物体的惯性并不是仅仅在不受外力时才具有,而是在任何情况下都具有的一种性质。
因此,“惯性定律”所描述的现象只是物体惯性在某一方面的表现而已,即只是物体具有惯性的一个特例。
3. 误认为:惯性的大小与速度的大小有关。
速度大比速度小的同一物体更难停下来。
这一事实很容易让人产生“速度大的物体惯性大”的认识。
从这个认识出发,就会得到“速度越小,惯性越小;速度为零,惯性就消失”的谬论。
所以,惯性的大小不能通过速度的大小来量度。
那么,惯性和什么有关呢?它只和质量的大小有关。
质量越大的物体惯性就越大。
如:静止的乒乓球比汽车更容易运动起来,同样,具有同一速度的乒乓球比汽车更容易停下来。
4. 误认为:物体具有惯性,所以物体受到惯性力的作用。
运动的物体不受外力作用时,将保持匀速运动状态。
有的同学就认为物体的运动是有力在维持的结果,而这个力就是惯性力。
这里,我们要理解:力是物体对物体的作用,惯性是物体的固有属性,它们是两个截然不同的概念。
水平道路上的汽车在关闭发动机后仍能向前滑行。
如果汽车受到惯性力,那施力物体是谁?显然这个问题无法回答。
因此,汽车受到惯性力的说法是错误的。
物体的运动并不需要力来维持。
汽车能滑行是因为汽车具有惯性,如果不受任何力的作用,它将做匀速运动。
如果受到力的作用,它的运动状态就会发生变化,如受到摩擦力,它就会逐渐停下来了;而如果受到向前的推力,它就会逐渐加速。
5. 把“物体具有惯性”说成“物体受到惯性”。
惯性是物体本身具有的属性,不是谁施加给物体的。
所以,在分析“汽车刹车后仍能继续向前运动一段距离”时,不能解释为“汽车受到惯性”,应解释为:汽车具有惯性,不能立刻停止运动。
汽车受到阻力,速度逐渐减小。
纠正上述种种错误认识后,对“惯性”的理解会更加深入。
在分析有关惯性的问题时,应按以下步骤进行:
(1)首先明确研究的是哪个物体,它原来处于什么样的运动状态;
(2)分析它所受到的外力;
(3)当外力作用于它时,它的运动状态是怎样改变的,惯性在这其中是如何表现的。