惯性概念的认识及其影响(精)
物理惯性的知识点总结
物理惯性的知识点总结惯性是物体保持其运动状态的性质。
这一性质在物理学中有着重要的作用,影响着我们对物体运动和相互作用的理解。
在本文中,我将总结物理惯性的相关知识点,包括惯性的概念、牛顿力学中的惯性定律、物体的转动惯量以及一些相关应用。
一、惯性的概念惯性是物体保持其运动状态的性质。
具体来说,当物体处于静止状态时,它会保持静止状态,而当物体处于运动状态时,它将保持运动状态,直到受到外力的作用。
这一性质是我们对物体运动的基本认识,也是牛顿力学的重要基础之一。
根据牛顿第一定律的描述,一个物体如果没有外力的作用,将会保持其当前的状态,即静止的物体会继续保持静止,运动中的物体将保持其运动状态。
这一定律也称为惯性定律,它强调了物体在没有外力作用时具有的惯性。
二、牛顿力学中的惯性定律牛顿力学中的惯性定律是物体运动的基本原则。
根据牛顿的第一定律,一个物体如果没有外力的作用,将会保持其当前的状态。
这意味着当物体处于静止状态时,它将保持静止状态,而当物体处于匀速直线运动时,它将保持匀速直线运动。
根据牛顿第二定律,物体的运动状态将受到外力的影响。
当外力作用在物体上时,物体的加速度将与外力成正比,与其质量成反比。
这一定律描述了物体的运动状态是如何受到外力的影响,强调了物体运动状态的变化与外力之间的关系。
根据牛顿第三定律,物体对外力也会产生反作用力。
这意味着当物体受到外力的作用时,它将对外力产生一个大小相等、方向相反的作用力。
这一定律强调了物体之间相互作用的性质,以及反作用力对物体运动状态的影响。
这些惯性定律构成了牛顿力学的基本原则,描述了物体在外力作用下的运动状态和相互作用的规律。
它们对我们理解物体运动和相互作用起着基础性的作用,也是研究物理学中的重要内容。
三、物体的转动惯量在物体围绕轴心旋转时,需要考虑其转动惯量的影响。
转动惯量是描述物体围绕轴心旋转时对转动运动的惯性特征的物理量,通常用符号I表示。
转动惯量与物体的质量分布和旋转轴的位置有关,它描述了物体在转动运动中保持其运动状态的性质。
什么是惯性力有何表现
什么是惯性力有何表现关键信息项:1、惯性力的定义2、惯性力的表现形式3、惯性力与惯性的区别4、惯性力在不同场景中的作用5、惯性力对物体运动的影响6、如何理解和计算惯性力11 惯性力的定义惯性力是在非惯性参考系中,为了使牛顿运动定律在形式上仍然成立而引入的一种假想力。
在惯性参考系中,物体的运动遵循牛顿第一定律和牛顿第二定律,即物体在不受外力或所受合外力为零时保持静止或匀速直线运动,所受合外力不为零时产生加速度。
然而,在非惯性参考系中,由于参考系本身具有加速度,物体的运动看起来不符合牛顿定律,此时引入惯性力来修正这种偏差。
111 惯性力的特点惯性力不是由物体之间的相互作用产生的,而是由于参考系的加速运动导致的。
它没有施力物体,也不能通过牛顿第三定律找到其反作用力。
112 惯性力的大小和方向惯性力的大小等于物体的质量乘以参考系的加速度,方向与参考系的加速度方向相反。
12 惯性力的表现形式121 直线加速运动中的惯性力当参考系沿直线加速运动时,物体受到的惯性力沿相反方向。
例如,在一辆加速前进的汽车中,乘客会感觉到身体被向后推,这个向后的力就是惯性力。
122 旋转运动中的惯性力在旋转参考系中,会出现离心力和科里奥利力等惯性力。
离心力使物体远离旋转中心,而科里奥利力则会改变物体在旋转参考系中的运动方向。
123 复杂运动中的惯性力组合在实际情况中,参考系的运动可能是多种形式的组合,此时惯性力也会相应地组合和叠加。
13 惯性力与惯性的区别131 惯性是物体保持原有运动状态的性质,是物体的固有属性,与参考系的选择无关。
而惯性力只在非惯性参考系中存在,是为了描述物体在非惯性系中的运动而引入的概念。
132 惯性的大小由物体的质量决定,质量越大,惯性越大。
惯性力的大小则取决于参考系的加速度和物体的质量。
14 惯性力在不同场景中的作用141 在工程和技术中的应用例如,在设计离心分离设备、游乐场的旋转游乐设施等时,需要考虑惯性力的作用来确保安全和正常运行。
惯性概念的认识及其影响
惯性概念的认识及其影响惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早遇到的概念之一。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。
一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立,而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。
在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。
他把物体的运动分为自然运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,如果没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。
从今天看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。
”“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。
”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。
惯性与惯性力对物体运动的影响
惯性与惯性力对物体运动的影响惯性和惯性力是物理学中的基本概念,它们在解释和描述物体运动方面起着重要的作用。
惯性是物体保持自身运动状态的性质,而惯性力则是由于物体惯性产生的力。
本文将探讨惯性和惯性力对物体运动的影响,并分析其背后的物理原理。
在我们日常生活中,我们常常会观察到物体的运动状态是多种多样的。
有些物体保持静止,有些物体做直线运动,还有些物体做曲线运动。
这是由于物体本身具有惯性导致的。
惯性的基本原理是根据牛顿第一定律,即一个物体如果没有受到外力作用,就会保持静止或匀速直线运动的状态。
当我们对一个静止的物体施加一个力后,它会发生变化。
这是因为物体在受到外力作用后,会产生一个反作用力,这个反作用力就是惯性力。
惯性力的大小和方向与外力大小和方向相等但相反。
想象一下,当我们用力推一个书桌时,书桌会有一个相反方向的反作用力作用在我们身上,这便是惯性力的体现。
惯性和惯性力对物体的运动状态有着重要的影响。
首先是物体保持静止或直线匀速运动的性质。
在没有外力作用的情况下,物体会保持其运动状态不变。
这解释了为什么地球公转、宇宙飞船在太空中直线匀速运动等现象。
物体的惯性使它们能够保持稳定的运动状态,不会发生任意的改变。
其次,惯性和惯性力还可以解释物体做曲线运动的原因。
当我们用手持物体绕圆周运动时,物体会产生离心力与我们的手相反方向的惯性力。
这个惯性力使得物体有向外的趋势,垂直于它的切线方向。
这一原理可以用来解释为什么车辆在转弯时会有向外的离心力作用于人们身上。
惯性和惯性力的概念和机制在众多领域都得到了应用。
在工程学中,惯性力的概念被广泛应用于设计坐船、飞机和汽车等交通工具。
通过考虑惯性力对乘客的影响,可以确保乘坐的稳定性和舒适性。
在运动学和动力学中,惯性和惯性力是解释和计算物体运动和受力的基础。
尽管惯性和惯性力在物体运动中起到重要作用,但在某些情况下,它们也会对物体运动造成不利影响。
例如,在突然变化的力作用下,物体的惯性导致它们继续运动的惯性条件,从而可能导致损坏或伤害。
惯性与惯性力的概念与应用
惯性与惯性力的概念与应用引言:在日常生活中,我们常常会遇到许多物体或人身体发生运动或停止运动的情况。
这种运动的状态变化是由外力作用于物体或人身上所引起的。
然而,有时我们也会观察到物体或人身体在没有受到外力作用时仍保持运动状态或静止状态的情况。
究竟是什么原因导致了这种现象呢?这与惯性和惯性力的概念密切相关。
一、惯性的概念及其特点惯性是物体或人身体在没有受到外界作用力时保持运动状态或静止状态的性质。
这是因为物体或人身体具有一种惯性,即保持原先的运动状态不会自发改变。
这一概念由伽利略首先提出,并被牛顿进一步加以发展。
惯性的特点表现在以下几个方面:1. 物体或人身体具有惯性,保持原有的运动状态不会自发改变,这是惯性的一大特点。
2. 惯性不受物体或人身体的大小、形状、组成等因素的影响。
无论物体大小如何,其惯性都是相同的。
3. 惯性还与物体或人身体所处的参考系有关。
在惯性参考系中,物体或人身体具有惯性特征。
而在非惯性参考系中,其运动状态会发生变化。
二、惯性力的概念及其作用当物体或人身体在运动过程中受到外力作用时,会产生一种被称为惯性力的力。
惯性力的方向与物体或人身体原先的运动方向相反。
惯性力的作用主要表现在以下几个方面:1. 惯性力保持物体或人身体在曲线运动中的平衡。
当物体或人身体在曲线轨道上运动时,由于惯性力的作用,使其保持曲线运动的平衡状态。
2. 惯性力可以解释物体或人身体在突然停止或开始运动时的现象。
当物体或人身体停止运动时,惯性力会使其继续前进一小段距离,直到外力作用使其停下。
同样,在物体或人身体开始运动时,惯性力会使其有一段时间的延迟。
3. 惯性力对物体或人身体产生的摩擦力具有重要影响。
惯性力使物体或人身体在摩擦作用下出现倾斜,从而增加了接触面与摩擦面的有效面积,提高了摩擦力的大小。
三、惯性与日常生活的应用惯性与惯性力的概念在日常生活中有许多应用:1. 汽车的安全带设计是基于惯性原理的。
当汽车急刹车或发生碰撞时,惯性力会将车上的乘客向前推,而安全带则能够将其约束住,保护乘客免受伤害。
惯性与惯性力
惯性与惯性力惯性与惯性力是物理学中重要的概念,它们在研究物体运动和力学性质时具有重要的作用。
本文将探讨惯性与惯性力的定义、原理和相关应用。
一、惯性的定义和原理惯性是物体保持其运动状态(包括静止)的性质。
根据牛顿第一定律(也称为惯性定律),一个物体如果没有外力作用于其上,将保持静止或匀速直线运动的状态。
这一定律揭示了物体的惯性特征,即物体的运动状态不会自发改变。
物体的惯性是由其质量决定的。
质量越大的物体,其惯性越大,即更难改变其运动状态。
惯性的量度是质量,质量可以用来比较不同物体对外力的响应。
二、惯性力的定义和作用当外力作用于运动物体时,根据牛顿第三定律,“作用力有相等大小、相反方向、同种类型”的反作用力。
为了保证牛顿第一定律成立,当一个物体受到外力时,惯性力就会出现。
惯性力的方向和大小与外力相反,旨在抵消外力对物体运动状态的影响,使物体保持惯性。
换句话说,惯性力是一种向着运动状态守恒的力。
三、角度运动中的惯性力除了线性运动中的惯性力,角度运动(如转动)中也存在惯性力。
想象一下,在车辆转弯时,我们会感受到一股向外的力,这就是惯性力的体现。
在转动过程中,角度变化导致速度的改变,从而产生向外的离心力,这就是角度运动中的惯性力。
四、应用和意义惯性与惯性力在物理学的研究和实际应用中具有重要意义。
1. 驾驶和交通安全:对于驾驶员而言,了解惯性和惯性力的概念可以帮助他们更好地控制车辆,在转弯或制动时采取正确的动作,从而提高驾驶安全性。
2. 工程设计:在工程领域,惯性和惯性力的考虑对于设计稳定、可靠的结构和机械装置至关重要。
通过合理利用和抵消惯性力,可以减少物体振动和失控的风险。
3. 运动训练和技巧改进:体育运动中的惯性和惯性力对于运动员的表现和技巧改进起着重要作用。
了解如何利用和适应惯性力,可以帮助运动员更好地控制运动状态,提高竞技成绩。
4. 航天和航空工程:在航天和航空领域中,惯性和惯性力是导航和飞行控制的关键因素。
惯性概念的认识及其影响
惯性概念的认识及其影响【摘要】惯性是物体保持运动状态或静止状态的性质,最早由伽利略和牛顿提出。
惯性的重要性在于它是运动规律的基础,牛顿第一定律指出物体在没有外力作用时将保持匀速直线运动或静止状态。
惯性对运动的影响体现在物体的惯性质量和运动趋势上,影响了机械运动的设计和控制。
在工程领域,惯性可以用来设计惯性导航系统和惯性控制器。
在社会层面,惯性影响着个体的思维模式和行为习惯,同时也影响着社会文化的传承和演变。
未来,惯性概念将继续对个体和社会发展产生重要影响,促进科技创新和社会进步。
通过对惯性的深入认识和应用,可以更好地推动未来社会发展。
【关键词】惯性概念、牛顿第一定律、运动、工程领域、社会影响、文化背景、个体、社会发展、未来发展趋势1. 引言1.1 定义和起源惯性概念是物理学中一个重要且基础的概念,它起源于古希腊时期的哲学思想,并在牛顿时代得到了具体的阐释和发展。
惯性的定义可以表述为物体在没有外力作用下,保持匀速直线运动或静止状态的性质。
这意味着物体会保持原有的运动状态,直至被外力干扰。
关于惯性的起源,最早可以追溯到古希腊的自然哲学家亚里士多德。
他提出了“天体运行的自然”这一概念,认为物体在没有外力作用时,会停止运动。
随着科学的发展和实验的不断验证,牛顿第一定律的提出和证实标志着惯性概念的确立。
牛顿第一定律也称为惯性定律,即“每个物体都保持恒定速度直线运动的趋势,直至有外力使其改变状态”。
这一定律为后续科学研究和工程应用奠定了基础。
惯性的定义和起源对于理解物体运动和力的作用至关重要,是物理学研究和工程实践的基石。
通过对惯性概念的深入了解,可以更好地把握物体的行为和相互作用,为人类社会的发展和进步提供重要的理论支持。
1.2 重要性惯性概念在物理学中被广泛应用,对于我们理解物体的运动和行为至关重要。
惯性的重要性体现在以下几个方面:惯性是物理学中最基本的概念之一,它帮助我们理解物体的运动状态和变化过程。
归纳总结惯性
归纳总结惯性惯性是物体在没有外力作用下维持静止或匀速运动的性质。
牛顿第一运动定律也被称为惯性定律,即一个物体如果没有外力作用,将保持其静止或匀速直线运动的状态。
在日常生活中,我们可以观察到各种各样的惯性现象,从小到大都能够感受到惯性的存在。
本文将对惯性进行归纳总结,并从科学、社会以及个人层面探讨其影响。
一、科学领域中的惯性1. 牛顿第一运动定律牛顿第一运动定律是经过实验和观察总结得出的,它描述了物体在没有外力作用下的运动状态。
这一定律的发现对于科学的发展有着深远的影响,为后续的运动定律奠定了基础。
2. 惯性系统在科学领域,惯性系统指的是具有惯性特性的物体或者系统。
这些系统在没有外力作用下,具有保持运动状态的倾向。
例如,地球绕太阳的运动、行星自转等都是惯性系统的例子。
二、社会中的惯性现象1. 社会习惯社会习惯是指在社会生活中形成的一种惯常行为模式。
人们按照这些习惯进行生活和行为,久而久之形成了社会的惯性。
例如,早上起床刷牙洗脸、行人不插队等都是社会习惯的表现。
2. 组织惯性组织惯性是指在组织内部形成的一种固定的行为模式。
当一个组织形成了某种规范的工作模式和文化,这种惯性将对组织的运行方式产生影响。
例如,企业的管理模式、学校的教学方式等都是组织惯性的体现。
三、个人层面的惯性现象1. 行为惯性个人在日常生活中也会形成一些行为惯性。
这些行为习惯会影响我们的生活方式和做事方式。
例如,有些人习惯每天早上锻炼身体,而有些人则习惯晚上读书等。
2. 思维惯性思维惯性是指个人在思考问题时的一种固定模式。
每个人都有自己的思维习惯和思维方式,这种惯性会影响我们的判断和决策。
例如,一些人在面对问题时更趋向于保守思维,而另一些人则更喜欢冒险和创新。
归纳总结惯性的影响一、对于科学研究的重要性惯性作为自然界的一种基本性质,对于科学研究具有重要的意义。
科学家通过研究惯性现象,可以更深入地了解运动和力学规律,为人类社会带来技术和应用的进步。
惯性影响因素实验报告
一、实验目的1. 了解惯性的基本概念及其影响因素;2. 探究质量、速度、形状等因素对物体惯性的影响;3. 分析实验过程中可能出现的误差,提高实验结果的准确性。
二、实验原理惯性是物体保持原有运动状态(静止或匀速直线运动)的性质。
根据牛顿第一定律,物体在没有外力作用时,将保持其原有的运动状态。
物体的惯性大小与其质量有关,质量越大,惯性越大。
本实验通过改变物体的质量、速度、形状等因素,观察物体惯性的变化,从而探究惯性影响因素。
三、实验器材1. 惯性秤;2. 不同质量的物体;3. 速度传感器;4. 形状不同的物体;5. 计时器;6. 纸和笔。
四、实验步骤1. 测量不同质量物体的惯性:将不同质量的物体分别放置在惯性秤上,观察并记录物体在静止和运动状态下的质量。
2. 改变物体速度,观察惯性变化:在物体运动过程中,使用速度传感器测量物体速度,观察物体在速度变化前后的惯性。
3. 改变物体形状,观察惯性变化:将形状不同的物体放置在惯性秤上,观察并记录物体在静止和运动状态下的质量。
4. 数据处理与分析:将实验数据整理成表格,分析不同因素对物体惯性的影响。
五、实验结果与分析1. 质量对惯性的影响:实验结果显示,随着物体质量的增加,物体的惯性也随之增大。
这符合牛顿第一定律,即物体的惯性与其质量成正比。
2. 速度对惯性的影响:实验结果显示,物体在运动过程中的惯性并不随速度的变化而变化。
这表明,物体的惯性与其运动速度无关。
3. 形状对惯性的影响:实验结果显示,不同形状的物体在静止和运动状态下的质量没有明显差异,因此,物体的惯性与其形状无关。
六、误差分析1. 惯性秤的精度:惯性秤的精度可能影响实验结果的准确性。
2. 实验操作:在实验过程中,操作者的手部抖动、视线误差等因素可能导致实验结果出现偏差。
3. 环境因素:温度、湿度等环境因素可能对实验结果产生影响。
七、结论1. 物体的惯性与其质量成正比,质量越大,惯性越大。
2. 物体的惯性与其运动速度、形状无关。
惯性力及其作用
惯性力及其作用在物理学中,我们经常会遇到一个概念,那就是惯性力。
惯性力是由于物体惯性性质而产生的一种力。
惯性力的作用对于我们理解物体运动中的力学规律至关重要。
本文将详细介绍惯性力的概念及其作用。
首先,我们先来了解一下什么是惯性力。
惯性力是指当一个物体处于加速运动状态时,为了使牛顿力学的第二定律仍然成立,相应产生的一种虚拟力。
这种虚拟力并不是由于其他物体对物体施加的真实力,而是由于物体自身的惯性性质产生的。
惯性力的产生主要是因为物体具有惯性。
惯性是物体保持其状态的性质,即保持静止或匀速直线运动的性质。
根据牛顿第一定律,如果一个物体不受外力作用,它将保持其运动状态不变。
当一个物体在匀速直线运动时,我们在物体上施加一个外力,即使这个力很小,物体也会发生变化。
惯性力就是为了使物体保持原来的运动状态而产生的。
那么,惯性力具体是如何产生的呢?举个例子来说明。
想象一个坐在车上的人,车突然加速或者减速。
当车加速时,人会感到自己被向后推,这是因为人的身体想保持原来的静止状态,而车的加速使人在车内向前运动,身体会受到一个向后的力,即惯性力。
当车减速时,人会感到自己被向前推,这是因为人的身体想保持匀速直线运动的状态,而车的减速使人在车内向后运动,身体会受到一个向前的力,即惯性力。
惯性力对于物体的运动有着重要的影响和作用。
首先,惯性力可以解释物理现象中的一些看似不合理的现象。
比如,在离心机里,当离心机匀速旋转时,离开中心的物体会受到一个向外的力,这个力就是离心力,实际上就是惯性力。
它的作用是使物体保持原来的直线运动状态,但由于物体不再受到中心力(向心力),所以物体会沿着半径方向飞出。
其次,惯性力对于理解和解释地球自转和地球公转也非常重要。
地球自转导致地球上处于静止状态或者做直线运动的物体都受到一个向外的力,这就是地球惯性力。
这个力的作用是使地球上的物体保持原来的运动状态,由于地球自转的角速度非常小,所以地球惯性力对大部分物体的运动状态影响很小,我们通常感受不到它。
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惯性概念的认识及其影响惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早遇到的概念之一。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。
一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于……在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。
他把物体的运动分为自然运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,如果没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。
从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。
如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。
惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。
惯性与摩擦力
惯性与摩擦力引言:惯性和摩擦力是物理学中两个重要的概念,在我们日常生活中也经常会遇到。
惯性是指物体保持运动状态或静止状态的性质,摩擦力则是指两个物体之间相对运动时的阻力。
本文将介绍惯性和摩擦力的基本概念、作用原理及其在实际生活中的应用。
一、惯性的概念和作用原理1.1 惯性的定义惯性是指物体保持运动状态或静止状态的性质。
根据牛顿第一定律,物体在没有外力作用时会保持其运动状态或静止状态不变。
1.2 惯性的作用原理惯性的作用原理是基于牛顿第一定律的。
根据牛顿第一定律,物体在没有外力作用时,将保持其状态不变。
这就意味着如果一个物体处于静止状态,它将继续保持静止状态;如果一个物体处于运动状态,它将继续按照相同的速度和方向继续运动。
1.3 惯性的实际应用惯性在我们的日常生活中随处可见。
例如,当我们乘坐汽车时,汽车突然急刹车,我们的身体会因为惯性而继续向前运动,这就是为什么我们会感觉到向前倾斜。
又如,当我们垂直挥动一个扇子,扇叶在我们停止挥动时仍会继续摆动一段时间,这也是惯性的体现。
二、摩擦力的概念与作用原理2.1 摩擦力的定义摩擦力是指两个物体之间相对运动时的阻力。
它是由微观级别的表面接触而产生的。
2.2 摩擦力的作用原理摩擦力的作用原理是摩擦力与两个物体之间的压力成正比。
它的大小与物体之间相对运动的速度和所涉及的表面特性有关。
2.3 摩擦力的实际应用摩擦力在我们的日常生活中有着广泛的应用。
例如,我们行走时所需的摩擦力让我们能够保持平衡,否则我们将不会前进或维持姿势。
另一个例子是,我们使用工具时,比如扳手或梳子,摩擦力使得我们能够将它们稳固地握在手中。
三、惯性与摩擦力的关系3.1 惯性与摩擦力的相互作用惯性和摩擦力是密切相关的。
当物体具有较大的惯性时,它对摩擦力的抵抗能力也会较强。
而当摩擦力增加时,物体的运动或静止状态也会受到更大的影响。
3.2 影响惯性与摩擦力的因素惯性与摩擦力受到多种因素的影响。
其中最主要的是物体的质量、表面特性以及与其接触的物体之间的压力。
初中物理知识点:惯性的定义以及惯性在生活中的应用
初中物理知识点:惯性的定义以及惯性在⽣活中的应⽤1、惯性的定义⑴定义:物体保持运动状态不变的性质叫惯性,⼀般是指物体不受外⼒作⽤时,保持其原有运动状态的属性。
⑵说明:惯性是物体的⼀种属性。
⼀切物体在任何情况下都有惯性,惯性⼤⼩只与物体的质量有关,与物体是否受⼒、受⼒⼤⼩、是否运动、运动速度等皆⽆关。
2、⽜顿第⼀定律⽜顿第⼀定律⼜叫惯性定律,普遍表达式为:⼀切物体在没有受到⼒的作⽤的时候,总保持静⽌状态或匀速直线运动状态。
物体运动状态变化的原因⼀切物体总保持匀速直线运动或静⽌状态,直到有外⼒迫使它改变这种状态为⽌。
⼒是物体运动状态改变的原因。
⽜顿第⼀定律的说明:A、⽜顿第⼀定律是在⼤量经验事实的基础上,通过进⼀步推理⽽概括出来的,但是我们周围不受⼒是不可能的,因此不可能⽤实验来直接证明⽜顿第⼀定律。
B、⽜顿第⼀定律告诉我们:物体不受⼒,可以做匀速直线运动,物体做匀速直线运动可以不需要⼒,即⼒与运动状态⽆关,所以⼒不是产⽣或维持运动的原因。
3、惯性的利⽤1.⽤⼿向地上洒⽔时,⼿撩起⽔向前运动,当⼿停⽌运动后,由于惯性,⼿带起的⽔仍要继续向前运动,所以就被洒出去;2.在跳远⽐赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持⼀定的速度继续向前运动.最后落在前⽅;3.汽车快到达终点时,熄⽕后由于惯性仍能前进⼀段距离,这样可以节省汽油;4.⼈骑车也是⼀样,当⾃⾏车运动起来后,⼈停⽌蹬车,⾃⾏车仍会向前运动⼀段距离,并不会⽴即停下。
如果没有惯性,这些现象将不复存在。
因此对于有益的惯性.我们往往想办法来增⼤它。
由于惯性只与质量有关,质量越⼤,惯性越⼤。
因此在汽油机、柴油机等热机上我们通过增加飞轮的质量来增加它的惯性,以保持飞轮能持续地旋转下去.⼈们有时要利⽤惯性,有时要防⽌惯性带来的危害。
4、惯性的危害1. ⾏进中的车⼦突然制动,导致车内的⼈摔倒2. 赛车在转弯时滑出赛道3. 摩托车撞上护栏,车上的⼈由于惯性腾空飞出5、惯性与惯性定律的区别(1)任何物体在任何情况下都有惯性,(即不管物体受不受⼒、受平衡⼒还是⾮平衡⼒),物体受⾮平衡⼒时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成⽴是有条件的。
惯性的名词解释
惯性的名词解释惯性,这个术语常常出现在物理学的讨论中,对于大多数人来说或许不太熟悉。
然而,惯性是一个极具深度和广泛适用性的概念,它不仅仅局限于物理世界,也可以在个体行为、社会习惯、人类思维等领域中找到其痕迹。
在本文中,我们将尝试以多个角度解释惯性这一概念,并探讨其背后的原理和影响。
1. 惯性的物理解释从物理学的角度来看,惯性是物体保持运动状态或不变状态的特性。
它是牛顿第一定律的核心概念,即“一个物体如果没有外力作用,将保持其匀速直线运动或静止状态。
”惯性可以解释为物体继续沿着其运动方向前进的趋势,或者物体保持静止的倾向。
例如,当我们乘坐车辆行驶时突然刹车,我们的身体会因为惯性而继续向前运动,从而产生撞击感。
这是因为我们的身体具有质量,根据牛顿第一定律的惯性原理,除非受到外力的作用,我们的身体将保持运动状态。
2. 惯性的心理解释除了物理学领域外,惯性在心理学中也有其独特的解释。
惯性在心理学中指的是个体在决策和行为中倾向于维持现状的心理倾向。
人类大脑有一种保守的本能,倾向于保持稳定且符合已知模式的环境。
这种心理惯性可以解释为为什么人们往往不善于改变和适应新环境。
例如,当我们习惯了某种生活方式或工作模式时,我们对于改变可能会感到不适应或担心。
这是因为我们的大脑在面对新情境时会触发一种惯性机制,让我们倾向于坚持一贯的思维和行为方式。
3. 惯性的社会解释在社会学和文化学领域,惯性也具有其独特的解释。
社会惯性指的是一种社会系统中存在的稳定和持久性趋势。
这种趋势使得社会结构、制度、规则和行为模式具有一定的惯性,不容易发生剧变或变革。
例如,某些传统的社会体系或文化习俗在长期内能保持相对不变的原因之一,就是受到社会惯性的影响。
人们可能会出于习惯、便利或其他因素,选择遵循传统行为模式,而不轻易改变或创新。
4. 惯性的认知解释在认知科学领域,惯性指的是我们在思考、判断和决策时依赖于过去经验和已有知识的倾向。
我们的思维和认知过程往往受到个体的学习和记忆过程的影响,从而形成一种认知习惯的模式。
谈 对 惯 性 的 理 解 与 认 识
谈对惯性的理解与认识摘要:当今科学界对经典力学范围内的现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性主要应该区分以下几点:①个别研究对象的性质与存在的性质;②保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;③物理学规律的动力学特性与审美性。
这些概念似乎离我们的生活很远,实则不然,要知道,其实它们融于我们生活的各个角落中。
关键词:惯性;存在;时间;空间目录:前言材料组织及论证过程一、惯性的意义二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关三、惯性定律与牛顿第二定律的关系四、惯性与具体物体的质量无关五、惯性定律的表述方式六、人们误解惯性的来源七、对惯性的综合理解结束语几点遗憾前言:惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题。
可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,但在此问题上还存在着很多的混乱性,本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。
并且利用惯性这一中介将生活和物理科学紧紧地联系在一起。
一、惯性的意义大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。
一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。
这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。
因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。
因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。
换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。
二十世纪初,德国数学家诺特尔证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。
事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。
因而它与个别的特殊研究对象无关。
惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。
关于惯性知识点总结
关于惯性知识点总结1. 惯性的概念惯性最早由伽利略提出,他认为物体在没有外力作用时会保持运动状态或保持静止状态。
换句话说,物体有一种固有的性质,使其保持原来的状态,这种性质就是惯性。
惯性是一种本体性质,是物体内在的特性,不同于引力、电磁力等外力。
惯性的概念可以从不同角度来理解。
在牛顿力学里,惯性是描述物体保持恒速直线运动或保持静止状态的性质。
在相对论中,惯性也可以理解为物体保持在同一惯性参考系中匀速直线运动的性质。
无论是在牛顿力学还是相对论中,惯性都是物体运动状态的一种基本特性。
2. 惯性的表现惯性的表现主要体现在物体运动状态的变化上。
根据牛顿第一定律,如果物体受到外力的作用,它会改变原来的运动状态;而如果没有外力作用,物体会保持原来的运动状态。
这就是惯性的表现。
当物体在没有外力作用下保持运动状态时,我们可以看到它保持匀速直线运动或保持静止。
例如,当我们在车上的时候,车突然加速或减速时,我们会感觉到一种向前或向后的推力。
这是因为我们本身保持着匀速直线运动的状态,而车身的加速或减速使我们受到了推力。
同样,当我们坐在火车上时,突然急刹车时,我们会感觉到一种向前的推力,这是因为我们本身在匀速直线运动的状态下。
此外,惯性还表现在物体的角运动上。
当物体在没有外力作用下保持旋转状态时,它会保持相同的转速和方向,直到受到外力的作用。
这就是我们常见的转动惯性。
3. 惯性与运动规律惯性和运动规律是密不可分的。
惯性是力学研究的基础,而运动规律则描述了力和运动之间的关系。
牛顿三定律描述了物体运动的基本规律,这些定律和惯性之间存在着密切的联系。
牛顿第一定律就是关于惯性的规律。
它指出,如果一个物体受到外力的作用,它会改变原来的运动状态;而如果没有受到外力的作用,物体会保持原来的运动状态。
这就是惯性的表现,也是惯性和运动规律的关系。
牛顿第二定律描述了力和物体运动状态之间的关系。
它指出,物体的加速度与受到的外力成正比,与物体的质量成反比。
惯性概念的认识及其影响(精)
惯性概念的认识及其影响惯性是物中最基本的概念之一,也是物理学最早遇到的概念之一。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学的教益,是培养学生地思考的能力非常有效的素材。
一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立,而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类认识史上经历了漫长的岁月。
在人类思想史上,两千多年前希腊的家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。
他把物体的运动分为运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,如果没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。
从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。
”“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。
”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。
”这大概是关于物体惯性的最早陈述。
物理惯性概念的认识及其影响
物理惯性概念的认识及其影响一、物理惯性的定义物理惯性是指物体在没有外力作用的情况下,保持匀速直线运动或保持静止状态的性质。
这个性质是由牛顿第一定律(也称为惯性定律)所描述的。
根据牛顿第一定律,一个物体会保持它原来的状态(匀速直线运动或静止状态),除非有外力作用于它。
物理惯性的概念被广泛运用在物理学和工程学领域中。
二、物理惯性的影响物理惯性对于物体运动过程中的许多方面都有着重要影响。
1. 运动轨迹牛顿第一定律指出了运动状态不变的规律,因此物理惯性也影响着物体的运动轨迹。
在没有外力作用的情况下,物体会沿着直线运动,这是因为没有外力改变物体的动量和动量角动量定理。
2. 质量的量度物理惯性也影响着质量的量度。
在实验中,人们利用物理惯性原理来测量质量。
例如,在天平上放置两个质量相等的物体,因为它们的质量相等,所以无论哪一方先开始移动,另一方都会跟着它运动。
3. 惯性导航惯性导航系统可以被认为是物理惯性原理的一种应用,它是通过物理惯性属性来实现无需干扰和确定位置信息的航空导航系统。
惯性导航系统的设计基于物理惯性定律,利用陀螺仪和加速度计测量飞机或船舶的加速度,从而计算位置信息。
4. 空间探测空间探测任务中的惯性测量系统也是一种利用物理惯性原理的应用。
例如,在太空探测任务中,空间飞行器可以通过测量自身的运动状态来确定自己的位置。
当设备和任务过于微小和微弱时,物理惯性是唯一可靠的手段。
三、总结物理惯性是物体在没有外力作用的情况下,保持匀速直线运动或保持静止状态的性质。
这个性质是由牛顿第一定律所描述的。
物理惯性的概念被广泛运用在物理学和工程学领域中,包括运动轨迹、质量的量度、惯性导航和空间探测等方面。
对于理解和应用物理学和工程学都是十分重要的。
什么是惯性为什么它重要
什么是惯性为什么它重要什么是惯性为什么它重要惯性是物体在没有外力作用下保持运动状态的性质。
应用广泛的牛顿第一定律表明了物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动的特性。
在物理学中,惯性是研究物体运动的基本概念之一。
惯性的重要性体现在以下几个方面:一、惯性保持运动状态惯性的一个重要作用是使物体保持运动状态。
根据牛顿第一定律,没有外力作用时,物体将保持原有的静止状态或运动状态。
这意味着如果我们想让物体改变其原有的运动状态,必须施加外力来克服惯性的作用。
例如,在驾驶汽车时,我们需要踩刹车才能将车辆从运动状态变为静止状态,或者踩油门才能将车辆从静止状态变为运动状态。
二、惯性决定物体运动轨迹惯性还决定了物体的运动轨迹。
例如,当我们进行曲线行驶时,车辆由于惯性的作用会向外侧偏离,这就是为什么需要转向的原因。
在空间探测器的设计中,科学家们需要考虑太空环境中的微小摩擦力对探测器运动轨迹的影响,以确保探测器能够按照预定的路线进行飞行。
三、惯性是工程设计的依据惯性是工程设计中重要的考虑因素之一。
例如,在机械设计中,工程师需要考虑惯性力对机械结构的影响,以确保结构在运动时能够克服惯性力而不产生失稳。
在汽车设计中,工程师需要考虑汽车的惯性特性来提高车辆的操控性和安全性。
四、惯性与质量的关系惯性与物体的质量有密切关系。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与施加在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
质量越大,物体对外力的反应越弱,惯性也更大。
因此,质量决定了物体的惯性大小,对物体运动状态的改变有影响。
综上所述,惯性是物体保持运动状态的性质,对物体的运动轨迹、工程设计以及质量有重要影响。
了解惯性的特性和作用,可以帮助我们更好地理解物体的运动以及如何在工程设计中考虑惯性因素,进而提高工程设计的效率和安全性。
惯性知识点归纳总结
惯性知识点归纳总结一、惯性的基本概念惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
它是牛顿力学的基本原理之一,也是整个物理学的基础之一。
在我们的日常生活和科学研究中,惯性都扮演着重要的角色,并且对我们的认识世界有着深远的影响。
1.1 惯性的概念惯性是物体保持其原来的状态不变的性质,即当物体在没有外力作用下,保持匀速直线运动或静止状态。
惯性是物体存在的普遍性质,它不仅存在于宏观物体上,也存在于微观粒子上。
1.2 惯性的基本原理惯性的基本原理包括两个方面:首先,在没有外力作用下,物体会保持静止或匀速直线运动的状态;其次,当外力作用在物体上时,物体会产生加速度,即改变其速度或方向。
1.3 惯性的表现形式惯性在物体的运动状态中表现为两种情况:一是物体保持静止状态的惯性,即物体在没有外力作用下,保持静止状态;二是物体保持匀速直线运动状态的惯性,即物体在没有外力作用下,保持匀速直线运动。
1.4 惯性的分类惯性可分为惯性质量和旋转惯性。
惯性质量是指物体对外力的抵抗程度,它决定了物体的惯性大小;旋转惯性是物体绕某个轴旋转时的惯性性质,它取决于物体的形状和质量分布。
二、牛顿运动定律的理解牛顿运动定律是指导运动的物理规律,它由英国物理学家牛顿在17世纪提出,分为三个定律,对于理解和描述物体的运动具有重要的意义。
2.1 牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律规定了在没有外力作用下,物体会保持匀速直线运动或静止状态。
这一定律也被称为惯性定律,它表明了物体的惯性是物理运动的基础,为我们理解运动提供了重要的线索。
2.2 牛顿第二定律:运动定律牛顿第二定律规定了物体的运动状态与作用在其上的力的关系,它表明了物体受力的大小和方向决定了其加速度的大小和方向。
这一定律也被称为运动定律,它是描述物体在外力作用下的运动规律的基础。
2.3 牛顿第三定律:相互作用定律牛顿第三定律规定了物体之间的相互作用关系,其中一体对另一体的作用力和另一体对第一体的反作用力大小相等,方向相反。
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惯性概念的认识及其影响
惯性是物中最基本的概念之一,也是物理学最早遇到的概念之一。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学的教益,是培养学生地思考的能力非常有效的素材。
一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立,而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类认识史上经历了漫长的岁月。
在人类思想史上,两千多年前希腊的家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。
他把物体的运动分为运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,如果没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。
从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。
”“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。
”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。
”这大概是关于物体惯性的最早陈述。
可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性,甚至他已经认识到物体的惯性与它的质量有关,然而他显然受到亚里士多德思想的束缚,不可能思考运动物体是否具有惯性的问题。
伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法,并用于研究物体的运动。
他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,在他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632年)和《关于力学和运动两门新科学的对话。
(1638年)中,其中一个重要的结果如下。
假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度,只是需要的时间不同;当第二个斜面变成既不上升,亦不下降的水平面时,物体将一直以已获得的速度永远向前运动。
伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步,他认识到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因此我们还不能说伽略发现了惯性定
律。
最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。
笛卡儿是唯哲学家,他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系,惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。
他在他的《哲学原理》(1644年)一书中把这条基本原理表述为两条定律:一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态,直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是沿直线的。
然而笛卡儿没有建立起他试图建立的那种能演绎出各种自然现象的体系,其中许多是错误的,不过他的思想对牛顿的综合产生了一定的影响。
牛顿1661年进入剑桥大学亚里士多德的运动论,1664年他从事力学的,摆脱了亚里士多德的。
他继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究,他也继承了笛卡儿的研究成果。
他深入地研究了碰撞、圆周运动以及行星运动等问题,澄清了动量概念和力的概念。
1687年出版著作《的数学原理》,以“定义”和“公理,即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。
惯性定律就是牛顿第一定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。
”惯性定律真正成为力学的出发点。
根据惯性定律,物体具有保持原有运动状态的属性,这种属性称为惯性。
不仅静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来衡量。
至此,人们对于物体惯性的认识达到第一阶段比较完善的程度。
从此,人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解;在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。
二、惯性与能量对于惯性认识的一个重要进展是惯性与能量的关系。
能量是物里普遍关注的问题。
运动的物体有动能;相互作用的物体有势能,如重力势能、引力势能、电势能等等;其他还有热能等等。
在研究弹性变形体和流体的运动时,人们认识到经受应力的物体的势能分归属于物体的每一部分,而流体的输运则伴随有能量的传送。
麦克斯韦电磁场理论建立和被赫兹电磁波实验证实之后,人们认识到电磁作用是通过场实现的,电磁场的实在性在认识上开始形成,场中不仅贮存有能量,能量的传送也是通过场来传输的,即存在能流:能流与场的动量联系在一起。
人们研究的运动,运动电子周围存在变化的电场,变化的电场又产生磁场,两者的共存又导致存在能流和动量,它们同电子的速度平行。
因此这一附加的动量意味着电子存在附加的惯性质量。
有一时期,甚至有人猜测可能电子的全部质量来源于电磁场。
这里第一次遇到电磁能量的惯性,提示了惯性与能量的联系。
1905年爱因斯坦发表狭义相对论,这是一个崭新的物理理论,它统一了力学理论和电磁学理论,带来了时空观的根本变革。
爱因斯坦随后证明质能关系,E=mc2,一定的质量对应于一定的能量,反之一定的能量对应一定的质量。
在这里,能量包括了能量的各种形式,突破了上面把某一种形式的能量与惯性联系起来的认识。
这样,惯性是能量的属性,能量具有惯性(质量),任何惯性质量都应归因于能量。
作为物理学基本概念和物质的量的质量概念退居次要的地位,如今在近代物理中能量、动量等概念要比质量、力等概念要重要得多。
能量具有惯性拓宽了对于惯性的认识,也拓宽了对于能量的认识。
它带来的重大实用价值就是核能的释放。
在裂变反应中,裂变产物的静质量小于裂变前物质的静质量,质量亏损释放出大量裂变能;在聚变反应中,聚变产物的静质量小于聚变前物质的静质量,质量亏损释放出大量的聚变能。
它也使得人们很好地认识许多物理现象,包括涉及物质的全部质量与能量转化的正反粒子对的产生和湮没过程。
三、牛顿的绝对空间和马赫原理让我们再回到惯性定律。
惯性定律是近代
力学的基础。
作为基础性的定律是值得深思的。
显而易见,考查物体的运动离不开系。
惯性定律并非在任意的参考系中都成立。
惯性定律成立的参考系称为惯性系,凡是相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也都是惯性系,惯性定律在其中都成立;而相对于惯性系作变速运动的参考系,惯性定律都不成立,它们就称为非惯性系。
在非惯性系中考查物体运动,牛顿第二定律也不成立。
为了在非惯性系中仍然保持牛顿第二定律的形式,除了物体之间实在的相互作用之外,还必须考虑一种与物体质量有关且与非惯性系相对于惯性系的加速度有关的力。
这个力因为与物体的惯性有关,故称为惯性力。
通常认为它不是物体之间实在的相互作用力,因而是“虚拟的”。