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惯性的理解和应用

发布时间:2013-12-13 15:34:23  

惯性的理解和应用

胶州第二十八中学 九年级四班 宋淑娴 指导教师 胶州第二十八中学 高玉宝

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惯性的理解和应用

摘要:物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。把对惯性的认识进行概括和推理,就得到了惯性定律:“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态”。惯性是物体本身的一种属性,不是一种力,惯性的大小只与质量有关,与物体的运动状态无关。

关健词:惯性 理解 应用 惯性定律 区别 力 无关 质量 量度

物理课本上说:“物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,我们把物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。”正确理解惯性必须弄清以下几个问题。

一、惯性和惯性定律的区别。

惯性是一切物体都具有的,永远不会消失或改变的性质。不管物体是固体,液体还是气体,不管物体是受力还是不受力,不管物体在地球上还是在其他宇宙空间,其惯性时刻都存在,所以说惯性是物体的一种固有属性。牛顿第一定律称为惯性定律,提示了力和物体运动状态之间的关系。物体不受外力,将保持静止状态或匀速直线运动状态;物体受到力的作用,将改变原来的运动状态。由此可见,惯性是物体的一种性质,它不受任何条件的制约;而惯性定律则揭示了力和运动的关系,是自然界的一个普遍规律,它和一定的条件相联系,并受一定条件制约。

二、惯性和力的区别。

惯性是物体本身的一种性质,不是一种力。由于物体都要保持原来的运动状态,所以要改变物体的运动状态必须对它施加力的作用。例如:从炮膛射出去的炮弹在空中飞行,最后落向地面。炮弹脱离炮口后能继续向前运动,并不是因为炮弹受到力的作用,而是炮弹由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动。炮弹落地是受到重力的作用改变了原来的运动状态。也就是说力的作用绝不是改变物体的惯性,而是改变了物体的运动状态。因此,物体在力的作用下,惯性没有消失或改变,惯性与物体是否受力没有关系。在描述惯性现象时,不要用“由于惯性作用”、“受到惯性”、“受到惯性力”等语言来说明现象发生的原因,误把惯性当成一种力。因为这些说法会使人认为惯性是外部加给物体的。

三、惯性和物体的运动状态无关。

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惯性大小反映物体在外力作用下运动状态改变的难易程度。在相同外力作用下,惯性小的物体运动状态容易改变,而惯性大的物体运动状态不容易改变。在生活中,表现物体惯性的现象很多。汽车突然刹车,乘客倒向汽车前进的方向。有些同学认为:汽车在运动状态变化时,人才有惯性,是不对的。由于物体运动状态发生变化,惯性表现出来,并不能说明物体在运动状态没有改变时,物体就没有惯性。物体的惯性是客观存在的,只有当物体受到外力作用时,物体才会改变原来的运动状态,这正是物体惯性的一种表现。所以,绝不能用物体的运动状态是否改变来判定惯性的存在。惯性与物体的运动状态是毫无关系的。

四、质量是物体惯性大小的一种量度。

物体惯性的大小只与质量有关,质量是物体惯性大小的一种量度。物体的质量越大惯性就越大;质量越小惯性也越小;当物体的质量一定时,物体的惯性一定。例如:以相同速度行驶的大卡车和小轿车遇到路障同时刹车,小车比大车容易停下来就是这个道理。有的同学认为“速度越大的物体惯性也越大”是错误的。试想,若物体速度越大,惯性就越大;那么逆向思考一下就会得到物体的速度越小其惯性应越小,再利用我们学习过的逐渐逼近法可以推出:静止的物体速度为零,就应该没有惯性了,显然是荒谬的。所以,物体的惯性与速度无关。

我们正确理解了惯性就可以解释生活中的许多现象了。例如:坐在高速行驶的汽车里,家长常会告诫我们,千万不要往窗外扔东西,这是为什么呢?高速公路车速很快,扔出去的东西,速度也很快,如果扔出去的东西碰到别的物体(人或车,特别是迎面驶来的车,其相对速度是两车运行车速的和),由于动能与速度的平方成正比,因此,其破坏力比静止时扔出去的东西大得多。再例如站在平稳疾驰的车上,车突然刹车,人会向前趴倒,可是车明明是停下了,也没有人推你,你为何会向前趴倒呢?这是因为人的脚受摩擦力作用,和车一起停下或减速了,但身体由于惯性作用,继续保持刚才的速度向前冲,所以往前趴倒。还有当汽车向左急转弯的时候,站在汽车里的乘客会向右倾倒,这是为什么呢?原来匀速向前行驶的汽车是做匀速直线运动,车上的乘客与汽车相对静止,也向前做匀速直线运动,当汽车向左转弯,汽车的地板给乘客的脚一个摩擦力,使脚跟着偏离原来向前的方向,也向左转弯,但乘客的头部和身体,没有受到使它改变运动状态的力,由于本身的惯性,保持原 3

来的速度继续向前做匀速直线运动。这样,乘客的头部和脚就不保持在一条竖直线上,脚在左侧,头在右侧,所以乘客感觉是向右倾倒。

在生活和生产实践中常常要用到惯性。锤头松了,将锤柄的一端在固定的物体上撞击几下,锤柄因撞击而突然停止,锤头由于惯性仍继续运动,紧紧地套在锤柄上;跳远运动员助跑速度很快,起跳后,由于惯性,仍以很大速度向前运动,能跳得较远;火车或汽车要停住时,可以提前关闭发动机,惯性使火车或汽车继续向前运动,可节约燃料。

当然,惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。

正如卢梭说的:“社会就是书,事实就是教材。”惯性现象在实际生活随处可见,它有利也有弊,如果合理利用它,会让我们的生活更美好。合理的利用物理知识来造福社会造福人类,不仅是我的梦想,相信也是所有同学的心声。

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