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关于对惯性及牛顿第一定律的理解

发布时间:2013-12-31 11:41:49  

关于对惯性及牛顿第一定律的理解。

关于惯性我们知道质量是惯性大小的唯一量度,但是在有的例子中,同学们会误以为速度也影响着物体惯性的大小。比如高速运动的物体很难停下来,而低速运动的物体更容易停下来,看到这里学生会认为高速运动的物体惯性大,那应该怎样理解呢?为了弄清楚这个问题,我们首先要了解怎样去比较物体运动状态改变的难易程度,即惯性的大小,如果物体的运动状态难改变,我们就说物体的惯性大,反之,如果物体的运动状态容易改变,我们就说物体的惯性小。我们用速度的大小和方向来描述物体的运动状态,那么运动状态难改变应该指的是在运动状态改变量(△V)相同的情况下用时较长的情况,或者是用时相同的情况下,运动状态改变量(△V)较小的情况。就上述例题来说,以100米/秒做高速运动的物体停下来,那么速度改变量△V=100米/秒,同样的,以5米/秒低速运动的物体停下来,速度的改变量△V=5米/秒,并且它们从运动到停止所用的时间也不同,因此在这里不能把这两个过程放在一起进行比较。如果想放在一起比较则应该改为100米/秒减小到95米/秒所用的时间与5米/秒减小到0米/秒所用时间进行比较,这时他们的运动状态改变量相同,△V=5米/秒,用时短的运动状态容易改变,即惯性小,用时长的运动状态难改变即惯性大。说到这里我们就清楚了,速度的改变是用来描述物体运动状态的改变量的,而惯性指的是物体运动状态改变的难易程度,因此速度不能用来衡量物体惯性的大小,只有质量才是物体惯性大小的唯一量度。

谈到对牛顿第一定律的理解,我们要先回顾一下惯性。一切物体在任何情况下都具有惯性,(1)当物体不受力时,由于惯性,物体保持原先的运动状态不变(即保持原状);(2)当物体受力时,物体的惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上(即反抗改变)。而牛顿第一定律描述的是物体在不受力的情况下的表现,即由于惯性而保持原状(也就是上文中的第(1)点),因此牛顿第一定律也称为惯性定律。在高中我们会学到牛顿第二定律,牛顿第二定律是对第(2)点的阐述。

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