走出“惯性及惯性定律”的认识误区

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  惯性与惯性定律是初中物理力学中比较抽象的内容之一,有很多同学们往往会由于对定律内容理解不透彻或受到平时生活思维定势等因素的影响,在解答问题时不得正解,出现认识上的误区.罗列一下,主要表现为下面几种情况.
  误区一因为物体受力会运动,不受力作用时会停止运动,所以认为物体的运动必须依靠力来维持
  形成这样的认识误区,主要是受到一些生活现象的迷惑:放在地面的讲台,用力推它就会运动,当停止对它施加力作用时,它就会立即停下来;汽车的发动机工作产生一定的牵引力时,汽车就能运动,当关闭发动机后汽车会慢慢停下来;……诸如此类的例子还有很多.其实,我们如果细加分析,就会发现:这些地面上运动的物体之所以会停下来,实际上是由于受到了地面对它的摩擦力的作用,也就是说,摩擦力阻碍了物体的运动,从而使物体的运动状态发生了改变.可以假想一下,如果没有摩擦力,运动的物体会停下来了吗?答案肯定是不会停下来.
  从上面的分析,可以知道,物体的运动状态会发生改变,包括运动速度和运动方向的改变,都是力作用的结果,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.
  误区二因为惯性定律研究的条件是物体不受力作用,而实际生活中物体不受作用是不存在的,所以认为惯性定律只是理想化的定律,而没有实际意义
  虽然惯性定律研究的条件是物体不受力作用,是一种理想化的条件,但该定律是在实验的基础上,通过推理概括出来的,并能经受得住事实考验的.所以在定律的探究过程中所采用的方法——科学推理法(或称为理想实验法),为我们在研究一些无法用实验直接得出结论时提供了有效的研究思想;同时该定律所揭示的结论在解决一些实际问题时提供了有力的理论依据,即原来运动的物体在不受力作用时,将保持匀速直线运动;原来静止的物体在不受力作用时,将保持静止状态.
  误区三:因为运动的物体在受外力作用时才会表现出保持原来运动状态的性质,所以认为只有运动的物体才具有惯性,静止的物体不会有惯性
  我们首先要认识到,惯性是物体保持物体运动状态不变的性质,不管是静止状态还是运动状态,它们都是物体运动状态的两种基本形式.运动的物体在状态发生改变时,它会保持匀速直线运动的状态,其实静止状态的物体在其状态发生改变时,也会保持静止状态不变,如站在静止汽车中的乘客,在汽车突然启动时会向后倾倒,就是因为汽车启动时人的脚与地板之间产生摩擦,从而使人的下身能随汽车一起运动,但上身由于惯性要保持原来静止的状态,这样就会使人向后倾倒.
  所以,对惯性的认识首先要明确惯性是物体本身具有一种属性,任何物体在任何时候都具有惯性,其次要理解惯性这种属性只有在物体的运动状态发生改变时才会表现出来.
  误区四:因为运动得越快的物体很难停下来,而运动得慢的物体很容易停下来,所以认为物体的速度越大,物体的惯性越大
  导致有这样的认识主要是受到思维定势的影响,要知道惯性是物体本身的一种属性,一个物体惯性的大小是唯一确定的,它的大小只与其质量有关,与物体的运动速度大小、受到力的大小无关.有事实表明:物体在受外力作用时,其惯性的大小表现在运动状态改变的难易程度上;在同样大小力的作用下,惯性大的物体运动状态难改变,惯性小的物体运动状态容易改变.不管物体原来的运动速度多大,同一物体在相同力的作用下,单位时间内它的速度改变量都是相同的.当然走出这个认识误区,我们也可以用反证法来加以说明,如果说速度越大惯性越大,那么速度越小,则惯性越小,速度为零时,惯性就为零,显然这个命题是不正确的,因为任何物体都具有惯性,包括静止的物体.
  [江苏省宝应县夏集中心初中 (225824)]
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