惯性范文10篇

惯性范文篇1

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。

牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态。(理想化的状态)

任何物体都和周围的物体有相互作用，不受外力的物体是不存在的。通常，我们选择参照系（无论惯性系或非惯性系）描述物体的运动状态都是受力状态。

物体具有惯性与物体处于惯性状态的区别：

一切物体都具有惯性。无论处于什么状态，都具有惯性。惯性是物体一种性质；惯性状态（指的是）包括静止状态和匀速直线运动状态，物体不受外力状态为惯性状态。

物体的受力状态，在惯性系看来(或惯性系中)，物体处于匀速直线运动状态或静止状态。而物体相对于惯性系而言又是不受力的。(相对的不受力）

在惯性系看来，物体处于不受力的保持匀速直线运动或静止状态的惯性状态。这种惯性状态是一种相对的惯性状态。

在惯性系中运动状态处于惯性状态的物体，在非惯性系中（看来）就处于非惯性系状态。（在非惯性系中处于惯性状态的物体，在惯性系中处于非惯性状态。）

无论惯性系与非惯性系所描述的惯性状态都是物体的受力状态。这与牛顿第一运动定律所说的一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的惯性状态是不同的。这种惯性状态是物体不受外力的惯性状态。（绝对惯性状态）惯性系中（或非惯性系中）的惯性状态是物体相对不受外力的惯性状态。（相对惯性状态)

我们知道非惯性系中也存在惯性状态，例如自由落体系。

惯性与能量：

物体具有保持静止或匀速直线运动状态的性质，所以力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。物体受力时产生加速度，外力消失不受力时，保持此时匀速直线运动状态不变。物体受力产生加速度时，是在物体原来运动状态的基础上产生加速度的。就是说，物体受力时，物体还在保持着原来的运动状态。力改变的就是物体原来的运动状态。力具有使物体运动状态发生改变的能力。这种能力不影响惯性的存在。物体受力时，不影响惯性的存在。

当物体受力时，物体具有保持运动状态的能力，力具有改变物体运动状态的能力，这两种能力的共同作用的结果就是物体在原来运动状态的基础上发生改变，产生加速度。力改变了物体原来的运动状态，力使物体原来的运动状态发生了改变。

物体在受外力时，有惯性吗？惯性存在吗？

惯性系中的惯性状态是相对惯性状态。这种相对的惯性状态，其实是物体的受力状态。是不是物体受力时，仍具有惯性。这种惯性通过别的参照系(物体)可以观测到。无论物体处于什么状态都具有惯性？物体受力产生加速度时，物体仍具有惯性。

什么是惯性？惯性是什么？

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

这就是牛顿第一定律。物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。（现在的惯性定义）

我们发现物体具有保持静止的性质的时候，认为力使物体运动起来，力消失后物体还是保持静止。物体的运动是力的结果。后来发现一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。再后来发现，如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一受到沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。此时，已经发现运动的物体具有保持运动不变的性质。当时得出，运动的物体所以会停下来，是因为受到外力的结果。可能认为物体具有保持匀速直线运动的性质，物体之所以静止是因为受到力的结果。可能认为物体具有保持匀速直线运动的性质与物体具有保持静止的性质是相对立的，不相容的。直到牛顿时候，认为运动的物体保持运动，静止的物体保持静止。力可以使静止的物体运动起来，力可以使运动的物体静止下来。物体具有保持静止的性质，力能使静止的物体运动起来，外力消失时，物体保持此时的匀速直线运动状态不变，而不是再保持静止状态。一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（这就是牛顿第一定律)

物体本身具有保持速度不变的性质，力具有改变物体速度的能力。

静止的物体具有静能，运动的物体具有动能。力使物体由静止变为运动，力使物体由静能变为动能，能量增加。力使物体由运动变为静止，力使物体由动能变为静能，能量减少。力是一种能量。

力使静止的物体运动起来，外力消失后，物体不是再保持静止，而是保持此时的匀速直线运动状态。静止的物体保持静止。---就是说，物体本身具有保持能量（不变）的性质。（自身能量）

力是物体对物体的作用（力的概念），只要有力发生，就一定要有受力物体和施力物体。物体能受力，物体具有接受力的性质，物体具有接受能量的性质。物体能施力，物体具有施放能量的性质。物体具有改变能量的性质。

物体本身具有保持能量不变的性质，同时具有对外施放能量的性质，具有接受能量的性质。

力做功时与能量：

质量小的物体运动状态容易改变，质量大的物体运动状态难以改变；这是为什么呢？运动状态的改变难易程度不一样吗？为什么不一样？

静止的物体受力产生加速度时，物体做的功与物体有什么关系呢？

物体由静能变为动能，能量发生改变。这种能量的改变不是任意的，力一定时，能量的改变与物体的质量成反比；。例如：受力相同，受力时间相同。两物体质量不同，分别为m1与m2。质量为m1时，物体改变的能量为w1=(ft)2/2m1；质量为m2时，物体能量的改变为w2=(ft)2/2m2.w1/w2=m2/m1.

在力做功时，物体的能量改变不是任意的。物体吸收的能量，不是任意的，释放的能量不是任意的。

惯性与惯性状态：

任何物体，都保持其静止状态，或匀速直线运动状态，除非施加外力迫使其改变这种状态。---牛顿第一定律

受力运动状态发生改变，外力消失时，物体保持此时的速度匀速直线运动，而不是原来的静止状态或匀速直线运动状；力使物体静止下来，外力消失时，物体保持静止状态。牛顿第一定律（附）。

惯性范文篇2

关键词：惯性；存在；时间；空间

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，大部分的物理教师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。

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。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量（例如质量）来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现，并无大小可言，它只是存在之状态的表达。

惯性范文篇3

关键词:惯性；存在；时间；空间

Abstract:Thispaperputsforwardadifferentviewpointtocurrentinertialviewinsideclassicalmechanicsscopeandclaimsthatweshoulddistinguishthepropertyofanobjectofstudyfromthepropertyofexistence,thepropertyofkeepingthekindofstatefromthepropertyofchangingthekindsofstates,andthatweshouldalsofocusourattentiononthedynamiccharacteristicandtheappreciationofthebeautyofphysicallaw.

Keywords:Inertia;Existence;Time;Space

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，并且惯性也是经常被物理学界讨论的一个话题（1）。可是，尽管经典力学经过了漫长的时期，大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性（2），本文试从几个方面对惯性进行了讨论，望引起大家的共识。

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（3）。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（4）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。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量（例如质量）来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现，并无大小可言，它只是存在之状态的表达。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由：质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：在最相似的物之间，错觉说着最巧妙的谎；最小的罅隙是最难度（5）。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。因而，也即力越小物体的惯性越大。事实上，在惯性概念发展的最初时期，牛顿就将惯性与力进行等价的思考，当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话，作者以为也只能从这样的一个视角来看：惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为，根据广义相对论，空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间，自从奥古斯丁（6）提出“什么是时间？”以来，人们还没有认清它的真面目，也因而从更深的层次上而言，人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因（诚然，所有物体均会表现出惯性），它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映，事实上，它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”（7）这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本而来的，在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实，惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质，它使物体的存在行为非常简单，而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止，运动的永远作匀速直线运动，惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的，作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书（8），我们来看一些下面的例子。

例1．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。（9）

在这里，不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大？略作思考，读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是，由于车辆质量较大，而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小，不能使车辆很快地减速，从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大，那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且，这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

例2．把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上了，这是什么缘故呢？（10）

通常标准答案是这样的：开始斧头和斧柄同时向下运动，当斧柄遇到障碍物时突然停止，而斧头由于惯性保持原来的运动状态，这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。

事实上，斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移，而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种（克服一定力的）运动，因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时，实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系，它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”，正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移，从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题，那么可以这样认为：虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力，但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能，正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看，一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移，二是斧头与斧柄的接触面上在发热。

如果仅从动力学的角度来看，斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间（或所通过的位移）所共同决定的，也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率，从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是，虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因，可严格地说，斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系，因而，撞击“几下”也是一个非常重要的条件。

例3．小车上竖直放置一个木块，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车被档板制动时，车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢？（11）

教科书上的答案是这样的：小车突然停止的时候，由于木块和小车之间的摩擦，木块的底部也随着停止，可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态，所以木块向右倾倒。

事实上，本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物，小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩，从而木块向右倾倒。若以小车为参照物，小车被档板制动时已是一个非惯性系，作用在木块（重心）上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。

需要指出的是，在上述例2和例3中，斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题，而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是，在非惯性系中，我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立，从而也失去了此两例的代表意义。也就是说，这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象，而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子，毫无疑问是正确的（12），但我们许多的物工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时，用不着举更新鲜的特别例子，倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于，惯性不是使物体改变运动状态（使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒）的原因。严格地说，这些原因和物体的惯性无关，只和力有关，而至于火车制动得及时不及时，斧头套在斧柄上牢不牢，小木块倾倒得快不快，则不仅与力有关，还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。

惯性，这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质，其实是物体存在方式的一种条件性：“试取汽车为系统来‘当汽车急剧刹车的时候，车中乘客有向前倾倒的倾向’这个，在汽车急剧刹车前，相对于汽车而言，乘客是静止的，在汽车急剧刹车时，乘客突然向前倾，这就是说，以汽车为参考系统，乘客由静止而突然向前倾，并不保持其静止状态，并不表现出惯性”（13）。这个条件就是：物体要表现出惯性，它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”（14）也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时，惯性系总有着特殊的地位。可是，这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应，惯性系的存在有其形而上的基础：之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性，我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式，其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是：存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而，我们应当从审美的视角来看待惯性，而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。

所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈，可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说，把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候，对学生的这一期望是合适的吗？其实这是一个误区：当教完一些物的基本概念与以后，就要求学生用它们解释自然现象。事实上，物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象，它没有这个功能，它只是告诉我们要去感受些什么，它提供给我们的不是一种推理的方式，而是一个判断的原则：它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现

三、惯性定律与牛顿第二定律的关系

当物体所受的合外力为零时，从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是，仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体，而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质，因为这个“任何物体”，包括了天地间的万物，而万物的总称（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性：惯性是存在的特性，是存在着的时空的特性，是宇宙的特性。

其次，牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关，它是存在之状态的表述，它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性（16）构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位，从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问，物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系（17）。由此可见，不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例，恰恰相反，现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说，正是惯性现象，构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变，因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。

最后，牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来，基本的物质粒子完全是惰性的，没有任何自发的运动，而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体（18）。也就是说，惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。

四、惯性与具体物体的质量无关

从上面的讨论可以看出：“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，在几个角度去看都是错误的。第一，质量不是物体惯性大小的量度。个别对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系，从上来看是个体与存在的关系，在它们之间，人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二，“物体（的）惯性”这样的说法缺乏依据，因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三，“惯性（的）大小”这样的说法也缺乏依据，因为惯性没有大小，惯性只是存在的一种表达方式，一种特定状态的显现。第四，既然惯性并无大小，我们也不可去进行量度，事实上，任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系，因为这一函数关系并不存在，它只是人们的一个虚假的逻辑推测，谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比，更不能得出它们之间的比例系数，因为这些关系均是虚假的。因而，物界流传的物体的惯性等于它的质量（19）只是人们一个随心所欲的错误言说。

由于物体质量与惯性无关，所以，将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的，质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用，质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说：“物体只有当有其他力作用于它，或者要改变它的状态时，才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力，也可以看做是推斥力。（20）”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关，它事实上具有动力学特征，当一个物体的质量大时，它对运动状态改变的阻抗能力就越大。

从逻辑上而言，我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来，才能完全地克服牛顿的机械论观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说，这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。

五、惯性定律的表述方式

牛顿第一定律是动力学定律的基础，但它本身并不表征物体的某种动力学性质，它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述，对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的：反映时间的均匀性，空间的对称性，及自然之美对人的呈现。可是，现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然，这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的，但以今天的眼光来看，这种差异性就成为值得商讨的了。

例如：一个物体，如果没有受到其他物体的作用，它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态（21）。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远，因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的，陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的，这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例，因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。

另外一种常见的陈述方式是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（22）这样一种表述比前一种完整多了，它几乎就是牛顿的原义，但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”（23）。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定，而“有外力”应当换成“其它物体的作用”，因为惯性定律是不涉及力的，操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。

作者试着这样来陈述惯性定律：存在着的宇宙有这样一种性质，它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许，这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式，它强调了惯性与惯性的表现者（个别研究对象）的严格区分，这个陈述的主语是性质，这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为：使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。六、人们误解惯性的来源人们在惯性上所犯的错误认识，既来源于上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式，又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上，牛顿似乎注定要被人误解”。（24）在牛顿所陈述的第一定律中：（25）“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态（Everybodypersistsit''''sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.）”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解，即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的，这个内部原因即称为惯性：“visinsita,或物质固有的力，是一种起抵抗作用的力，它存在于每一个物体当中，大小与该物体相当，并使之保持其现有的状态，或是静止，或是匀速直线运动”。（26）在牛顿，作出这样的判断是无可厚非的：“一个物体，由于其物质的惰性（现称惯性——译者注），要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”（27）因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出，他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的，因而他才认为（惯性）大小与该物体相当。这或许就是流传至今的惯性的大小等于物体质量的原义。可是，牛顿的这一段蕴意丰富的思想却是来源于西方古代所流行的关于事物本身的內在决定性的观点：“整个物体的广延性、坚硬性、不可入性、能动性和惯性，来源于其各个部分的广延性、坚硬性、不可入性、能动性和惯性；因此，我们可以下结论说，一切物体的最小微粒也具有广延性、坚硬性、不可入性、能动性，并且赋有其固有的惯性，这是整个哲学的基础（28）”。

这一观点可以追踪到亚里士多德，它了包括牛顿在内的一大批家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过（29）：“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。”由此我们也可见，在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。

从上面的论述可以看出，人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的，这个原因主要在于：人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候，就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部，把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力，他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即：惯性作为一个内力，在缺乏外部动力或阻力时，会引起无定限的直线运动（30），另一方面，牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于具有灵魂观念的继承，我们可以从他的著作中强烈地感到，他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然，在人看来，自然界的物体是与人具有本质区别的。

在牛顿以后，欧拉则将牛顿关于visinsita的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白：“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力．．．．．惯性的大小与质量成正比例。”（31）可是现在看来，这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在，人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物的，特别是诺特尔之后，我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关，而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说，我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解，牛顿的visinsita（惯性是一个消极的本原，靠此本原物体维持它们的运动或静止，按照作用力的大小接受运动，按照受到阻力的大小抵制运动。（32））可以深入为两个层面的结论：在没有外力的作用下，一个物体，它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性，即时间均匀性与空间对称性；在同样大小的力的作用下，一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性，即它的质量较大。

参考文献：

(1)邹荣.质量是物体惯性大小的量度吗?新世纪文集.广播电视出版社，2000，11，1版，454.

邓昭镜.邓玉兰.质量是惯性的量度,还是物质之量的量度.物理教师，2000，12，33.

(2)徐祖年.质量是惯性或引力的量度.物理教师，2001，11，27.

(3)梁昆淼．力学，上册（修订版）．高等教学出版社，1978，12修订第2版，64.

(4)漆安慎杜婵英.力学,高等教育出版社.1997,7,1版,222.

〔美〕阿·热．可怕的对称．湖南技术出版社，1992，2．1版，126.

曾谨言.量子力学卷Ⅱ.科学出版社,1993,9,1版,231.

(5)尼采文集．查拉斯图拉卷．青海人民出版社，1995，11，1版，163．

(6)〔古罗马〕奥古斯丁.忏悔录.商务印书馆，1963，7,1版，242．

(7)中国大百科全书，物，Ⅱ.中国大百科全书出版社，1987，7，1版，1236．

(8)同(3),65．

(9)九年义务教育三年制初级中学试用课本,物理,第一册.上海科学技术出版社,1996,5,1版,109．

(10)同(9)．

(11)同(9),108．

(!2)〔英〕伊萨克·牛顿.之数学原理.陕西人民出版社.2001,1,1版,18．

(13)同(8)．

(14)同(12)，12.

(15)辞海．缩印本．1989年版．上海辞书出版社．1123．

(16)吴国盛.时间的观念.中国科学出版社,1996,12,1版,171.

(17)同(7),702.

(18)徐向东伯特《近代物理科学的形而上学基础》译序

(19)同(12),2.

(20)同(12),定义，6。

(21)同(3).

(22)全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修），物理，第一册.人民教育出版社．2000,3,2版46．

(23)同(7),814.

(24)[英]W.C.丹皮尔.科学史及其与哲学和宗教的关系.商务印书馆，1975，9，1版，253.

(25)同(12).

(26)同(12)，6.

(27)[美]H.S.塞耶.牛顿自然哲学著作选.上海人民出版社,1974,11,1版,14.

(28)谢帮同.世界经典物理学简史，辽宁教育出版社.1988.3,1版.73.

(29)舒幼生陈秉乾惯性概念的认识及其

(30)[美]爱德华·格兰特.中世纪的物理科学思想,复旦大学出版社,2000,1,1版53.

惯性范文篇4

惯性是什么？与力有什么关系？惯性与惯性定律是不同的，什么是惯性系？什么是非惯性系？惯性定律成立的参照系就是惯性系吗？引力能够取消吗？

一、惯性与力的关系

“定义3：抗性，或物质固有的力，是一种起抵抗作用的能力，它存在于每一物体当中，大小与该物体相当，并使之保持其现有的状态，或是静止，或是匀速直线运动[Thevisinsita,orinnateforceofmatter,isapowerofresisting,bywhicheverybody,asmuchasinitlies,continuesinitspresentstate,whetheritbeofrest,orofmovinguniformlyforwardsinarightline.]”。在解释这一定义时，牛顿指出：“这种力总是同具有这种力的物质的量成正比的”，”，从而明确提出了质量是物体抗性的量度这一层意义。

牛顿说的抗性，或物质固有的力，是一种起抵抗作用的能力，指的是惯性。就是说惯性与物体的质量成正比。惯性用k表示就是k=mx.

惯性指物体具有保持运动状态不变的性质。惯性大小指的是物体保持运动状态不变的能力的大小。k=mx.

力指物体间的相互作用。力的大小由物体保持运动状态不变的能力的大小与物体运动状态改变快慢的大小的乘积决定。f=ka.

质量是惯性大小的量度。我们可以用质量的大小表示物体惯性的大小。我们得出牛顿第二定律。f=ma.

二、惯性定律与惯性系

引力场中的惯性系是不是惯性系？自由落体系是不是加速系？引力场中的自由落体系是不是惯性系？

爱因斯坦发现了等效原理，不过后来取消了引力。我个人认为取消引力是不对的。

一切参照系物理规律都相同。怎麽个相同？我们应以惯性系的角度理解非惯性系，还是以非惯性系的角度理解惯性系？

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。

物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么状态，都具有惯性。牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。(高中物理一册46页)

物体因具有惯性而处于匀速直线运动状态或静止状态。牛顿第一定律描述的也是物体不受外力时，物体处于什么状态。通常我们认为牛顿第一定律成立的参照系是惯性系，非惯性系是牛顿第一定律不成立的参照系。是这样吗？

惯性系与非惯性系是有联系的，在惯性系与非惯性系中，物体的惯性是存在的。在惯性系中，我们可以观测到一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。那么这里‘一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。’是否就是牛顿第一定律呢？我认为不是。

牛顿第一定律描述的是物体不受外力时，物体处于什么运动状态。这种不受外力，是没有受外力，是绝对的不受外力时。

而任何物体都和周围的物体有相互作用，不受外力作用的物体是不存在的。所以我认为不是。

惯性与物体受不受力无关。受力时，惯性依然存在。受力时，物体产生加速度。受力的物体看另一个受力的物体，以一个加速（或减速)运动的物体看另一个加速（或加速）的物体.

惯性系中‘一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止’描述的是受力时在参照系看来物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的一种情况。是在牛顿第一运动定律的前提下，受力时，通过参照系描述的一种情况。

惯性系与非惯性系虽然有所不同，非惯性系中也应有这种现象。-----物体受力产生加速度，以一个加速运动的物体描述另一个加速运动的物体，加速度相同时，能够相互抵销。转贴于爱因斯坦发现自由落体系是一个很好的惯性系。这个惯性系与我们通常所说的惯性系是不一样的。见《等效原理的读与想》

一个不受引力作用的加速系统跟一个受引力作用的惯性系统等效。在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力，在这个自由落体系中，惯性定律很好地成立，一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态，这一参考系实在是很好的惯性系。（自由落体系属于非惯性系一种）

物体的受力状态，在惯性系看来(或惯性系中)，物体处于匀速直线运动状态或静止状态。而物体相对于惯性系而言又是不受力的。(相对的不受力）见《惯性与惯性状态》

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。-----牛顿第一定律

物体受到外力，外力消失时，物体具有保持此时运动状态不变的性质。--------牛顿第一定律附见《惯性的解释》

惯性不但有大小，而且有单位。选择适当的单位，可以使牛顿第二定律表示为a=f/k.k=f/a

m表示物体的质量，同时表示出物体的，一定的惯性。

惯性，用能量的角度说就是保持能量不变。见《惯性的单位》

牛顿第一定律中物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，是因为物体具有惯性的原因。因为物体具有惯性，物体在没有受到外力时，物体总保持静止或匀速直线运动状态。

惯性系中物体总保持静止或匀速直线运动状态，也是因为物体具有惯性，不过这里物体保持静止或匀速直线运动状态的原因是受力时物体的惯性。参照系的加速度与物体的加速度相同的参照系就是惯性系，在惯性系看来，物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。这里的‘直到有外力迫使它改变这种运动状态为止’中的外力指的是再受力。

惯性范文篇5

知识目标

1．知道惯性现象，知道任何物体在任何状态下都有惯性．

2．会解释简单的惯性现象

能力目标：

1．通过解释生活中的惯性现象，培养学生应用知识解决实际问题的能力.

2.通过运用惯性知识解释现象，进行语言表达能力的培养．

情感目标：

通过惯性应用与防止的教学，向学生渗透辩证唯物主义观点．

教学建议

教材分析

教材首先从牛顿第一运动定律出发，给出惯性的概念（注意惯性和惯性定律的区别）；然后从生活经验的角度，提供一些惯性现象来说明无论运动的物体或静止的物体都具有惯性，既帮助学生认识惯性现象的普遍存在，又有助于提高学习兴趣．通过对交通事故的分析，不仅使学生了解了惯性现象的危害，还提高了学生的交通安全意识．最后通过“想想议议”的讨论，可使学生加深对惯性概念的理解．

教法建议

1．要重视实验教学，突出现象教学

惯性现象很多，由于实验的特点是比较简单，可操作性强，所以有些实验可采用并进式的方法，让学生亲自动手操作，既可活跃气氛，提高兴趣，同时还训练了学生动手操作的能力和实验的能力。如让学生用自己的钥匙和一张纸条在课桌边上动手做惯性实验。有些演示实验，可让学生登台表演。

2．通过教学训练物理语言和表达能力。

可以惯性小车演示实验为例，让学生解释木块往后倒和往前倒的原因，训练如何运用知识解释问题。惯性现象的分析可参考以下步骤：

（1）确定研究对象。明确研究对象是哪一个物体或同一个物体的哪两个不同部分。

（2）弄清楚研究的物体原来处于什么状态？（运动还是静止）

（3）什么原因是物体或同一物体的某一部分运动状态发生改变。

（4）由于惯性，研究对象要保持原来的运动状态，于是出现了什么现象？

（还可参考典型例题示例中的部分内容）

3．易出现的错误想法如下，要注意纠正。

（1）物体运动的速度越大，惯性也越大

（2）惯性是力，即惯性力

（3）不受力有惯性，受力无惯性

（4）静止有惯性，运动无惯性

4．可补充的惯性实验（可当堂演示，也可制作成录像片）

（1）如图9-2-1所示，在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，鸡蛋竖直落入杯中，并没有沿水平方向运动。表明原来处于静止的物体，具有保持静止状态的性质。此实验比较容易抓住学生的注意力，宜作为引入课的实验。

（2）小车上的圆柱体

（3）烟圈实验演示气体的惯性

（4）车上投篮实验演示运动物体的惯性

教学设计示例

教学重点：

1.解释惯性现象

2.任何物体任何状态下都有惯性

教学难点:惯性大小与运动快慢无关

教具:装有水的杯子、硬纸板、鸡蛋、纸条、木尺、棋子、录像、电视

教学过程：

一、实验新课

方法1：用新奇实验引起学生兴趣

[演示实验]

1.在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，鸡蛋竖直落入杯中，并没有沿水平方向运动。

结论:原来静止的物体，具有保持静止状态的性质。

2．（如图9-2-3）匀速运动的电动车上面小球落下，恰好进入下面的球篮。（）

结论：原来运动的物体，具有保持匀速运动状态的性质。

方法2：用学生可操作实验调动学生积极性

[学生实验]指导学生自己完成撤纸条的实验，打棋子实验（此实验可由学生参与演示）。

结论：物体具有保持运动状态的性质。

二、新课教学

1．什么是惯性。

方法1：对基础较好的学生可讨论分析理解惯性的概念和惯性定律的内涵。在用方法2中的问题检验其理解情况。

老师在学生讨论过程中可引导：用“惰性”比喻“惯性”。一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受外界力的作用，就能很明显的表示出它的“惰性”；如果受到力的作用，迫使它改变原来的运动状态，只不过没有明显的表现出来它的“惰性”，但它的“惰性”仍不会改变。即：惯性与是否受力无关。

方法2：由于惯性是个比较抽象，难理解的概念，一般可通过下面的问题，引导学生了解惯性保持的是原来的运动状态（速度）。

例：下列各问中的物体的惯性如何体现？

1）静止在桌面上的书？（体现在保持静止）

2）正在以10m/s速度运动的汽车？（体现在保持10m/s速度匀速运动）

3）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s。（虽然车做加速运动,此时的惯性体现在保持5m/s的速度，只不过后来没保持住。）

2．惯性现象

通过演示实验、学生小实验或录像让学生尽可能多的观察惯性现象，实验选择要注意具有代表性。

[录像]烟圈实验

简介洒水枪，水离开枪后还能继续向前是由于水具有惯性，（下落是由于受重力改变了运动状态）。

由上面实验分析得出：

“固、液、气”---一切物体都有惯性

“静止、运动”---任何情况都有惯性

结论：一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性。

3．惯性现象的分析

方法1：通过演示实验引导学生分析。

[演示]惯性小车实验

引导学生分析木块为什么向后倒和向前倒。

引导学生讨论分析做车时惯性的表现，安全带的作用？

通过上面的分析引导学生简单总结分析惯性现象的一般步骤：

确定研究对象——明确研究对象原来的运动状态——受力情况——研究对象由于受力运动状态改变情况——惯性的具体表现。

方法2：学生举出惯性现象并进行解释。

对基础较好的学生，可请学生自己选择上面做过的惯性实验或列举的其它惯性现象进行描述，互相补充，总结出分析惯性现象的一般步骤，并用此步骤再分析其它问题。

4．惯性现象的应用与防止

请学生举出实例。

三、小结

1.惯性的概念,一切物体在任何情况下都有惯性。

2．惯性与牛顿第一定律的区别

惯性是自然界中的物体所具有的一种性质，这种性质表现为物体总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态；而惯性定律是一条客观规律，这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种性质，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态。因此，惯性和惯性定律是完全不同的两回事，前者是物体具有的一种性质，后者是物体在不受力时遵循的一条客观规律。

四、作业：阅读教材

板书设计：

探究活动

【课题】通过实验探究或体验惯性现象，理解物体的惯性

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。

【参考方案】

1.坐在汽车里，体验当汽车静止、以某一速度正常行驶、速度增加（汽车启动）、速度减小（刹车）、转弯等时刻的感觉。

2.准备锤头和锤把，通过实践分析：（1）把锤头固定在锤把上，有几种方法？（2）把锤头从锤把上卸下来，有几种方法？并加以解释。

【备注】

惯性范文篇6

1．知道惯性现象，知道任何物体在任何状态下都有惯性．

2．会解释简单的惯性现象

能力目标：

1．通过解释生活中的惯性现象，培养学生应用知识解决实际问题的能力.

2.通过运用惯性知识解释现象，进行语言表达能力的培养．

情感目标：

通过惯性应用与防止的教学，向学生渗透辩证唯物主义观点．

教学建议

教材分析

教材首先从牛顿第一运动定律出发，给出惯性的概念（注意惯性和惯性定律的区别）；然后从生活经验的角度，提供一些惯性现象来说明无论运动的物体或静止的物体都具有惯性，既帮助学生认识惯性现象的普遍存在，又有助于提高学习兴趣．通过对交通事故的分析，不仅使学生了解了惯性现象的危害，还提高了学生的交通安全意识．最后通过“想想议议”的讨论，可使学生加深对惯性概念的理解．

教法建议

1．要重视实验教学，突出现象教学

惯性现象很多，由于实验的特点是比较简单，可操作性强，所以有些实验可采用并进式的方法，让学生亲自动手操作，既可活跃气氛，提高兴趣，同时还训练了学生动手操作的能力和实验的能力。如让学生用自己的钥匙和一张纸条在课桌边上动手做惯性实验。有些演示实验，可让学生登台表演。

2．通过教学训练物理语言和表达能力。

可以惯性小车演示实验为例，让学生解释木块往后倒和往前倒的原因，训练如何运用知识解释问题。惯性现象的分析可参考以下步骤：

（1）确定研究对象。明确研究对象是哪一个物体或同一个物体的哪两个不同部分。

（2）弄清楚研究的物体原来处于什么状态？（运动还是静止）

（3）什么原因是物体或同一物体的某一部分运动状态发生改变。

（4）由于惯性，研究对象要保持原来的运动状态，于是出现了什么现象？

（还可参考典型例题示例中的部分内容）

3．易出现的错误想法如下，要注意纠正。

（1）物体运动的速度越大，惯性也越大

（2）惯性是力，即惯性力

（3）不受力有惯性，受力无惯性

（4）静止有惯性，运动无惯性

4．可补充的惯性实验（可当堂演示，也可制作成录像片）

（1）如图9-2-1所示，在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，鸡蛋竖直落入杯中，并没有沿水平方向运动。表明原来处于静止的物体，具有保持静止状态的性质。此实验比较容易抓住学生的注意力，宜作为引入课的实验。

（2）小车上的圆柱体

（3）烟圈实验演示气体的惯性

（4）车上投篮实验演示运动物体的惯性

教学设计示例

教学重点：

1.解释惯性现象

2.任何物体任何状态下都有惯性

教学难点:惯性大小与运动快慢无关

教具:装有水的杯子、硬纸板、鸡蛋、纸条、木尺、棋子、录像、电视

教学过程：

一、实验新课

方法1：用新奇实验引起学生兴趣

[演示实验]

1.在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，鸡蛋竖直落入杯中，并没有沿水平方向运动。

结论:原来静止的物体，具有保持静止状态的性质。

2．（如图9-2-3）匀速运动的电动车上面小球落下，恰好进入下面的球篮。（）

结论：原来运动的物体，具有保持匀速运动状态的性质。

方法2：用学生可操作实验调动学生积极性

[学生实验]指导学生自己完成撤纸条的实验，打棋子实验（此实验可由学生参与演示）。

结论：物体具有保持运动状态的性质。

二、新课教学

1．什么是惯性。

方法1：对基础较好的学生可讨论分析理解惯性的概念和惯性定律的内涵。在用方法2中的问题检验其理解情况。

老师在学生讨论过程中可引导：用“惰性”比喻“惯性”。一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受外界力的作用，就能很明显的表示出它的“惰性”；如果受到力的作用，迫使它改变原来的运动状态，只不过没有明显的表现出来它的“惰性”，但它的“惰性”仍不会改变。即：惯性与是否受力无关。

方法2：由于惯性是个比较抽象，难理解的概念，一般可通过下面的问题，引导学生了解惯性保持的是原来的运动状态（速度）。

例：下列各问中的物体的惯性如何体现？

1）静止在桌面上的书？（体现在保持静止）

2）正在以10m/s速度运动的汽车？（体现在保持10m/s速度匀速运动）

3）一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s。（虽然车做加速运动,此时的惯性体现在保持5m/s的速度，只不过后来没保持住。）

2．惯性现象

通过演示实验、学生小实验或录像让学生尽可能多的观察惯性现象，实验选择要注意具有代表性。

[录像]烟圈实验

简介洒水枪，水离开枪后还能继续向前是由于水具有惯性，（下落是由于受重力改变了运动状态）。

由上面实验分析得出：

“固、液、气”---一切物体都有惯性

“静止、运动”---任何情况都有惯性

结论：一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性。

3．惯性现象的分析

方法1：通过演示实验引导学生分析。

[演示]惯性小车实验

引导学生分析木块为什么向后倒和向前倒。

引导学生讨论分析做车时惯性的表现，安全带的作用？

通过上面的分析引导学生简单总结分析惯性现象的一般步骤：

确定研究对象——明确研究对象原来的运动状态——受力情况——研究对象由于受力运动状态改变情况——惯性的具体表现。

方法2：学生举出惯性现象并进行解释。

对基础较好的学生，可请学生自己选择上面做过的惯性实验或列举的其它惯性现象进行描述，互相补充，总结出分析惯性现象的一般步骤，并用此步骤再分析其它问题。

4．惯性现象的应用与防止

请学生举出实例。

三、小结

1.惯性的概念,一切物体在任何情况下都有惯性。

2．惯性与牛顿第一定律的区别

惯性是自然界中的物体所具有的一种性质，这种性质表现为物体总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态；而惯性定律是一条客观规律，这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种性质，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态。因此，惯性和惯性定律是完全不同的两回事，前者是物体具有的一种性质，后者是物体在不受力时遵循的一条客观规律。

四、作业：阅读教材

板书设计：

探究活动

【课题】通过实验探究或体验惯性现象，理解物体的惯性

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。

【参考方案】

1.坐在汽车里，体验当汽车静止、以某一速度正常行驶、速度增加（汽车启动）、速度减小（刹车）、转弯等时刻的感觉。

2.准备锤头和锤把，通过实践分析：（1）把锤头固定在锤把上，有几种方法？（2）把锤头从锤把上卸下来，有几种方法？并加以解释。

【备注】

惯性范文篇7

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，总结在他的著作《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。笛卡儿是唯理论哲学家，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年进入剑桥大学学习亚里士多德的运动论，1664年他从事力学的研究，摆脱了亚里士多德的影响。他继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法，他也继承了笛卡儿的研究成果。他深入地研究了碰撞问题、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《自然哲学的数学原理》，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理论的出发点。

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。

能量是物理学里普遍关注的问题。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。人们研究电子的运动，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参考系。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”。

立刻产生一个问题，惯性系在哪里，或者什么样的参考系是惯性系？深入地研究发现，这在理论上和实践上都存在根本的困难。首先，要问什么是惯性系，回答是惯性系就是惯性定律成立的参考系，那就是说，在这个参考系中一个不受外力作用的物体总是处于静止或匀速直线运动状态。那么不受外力作用又是什么意思呢？这就是说，在惯性系中处于静止或匀速直线运动状态的物体是不受外力作用的。这样就又回到什么是惯性系的问题。这是一具逻辑循环，无助于解决什么样的参考系是惯性系的问题。其次，在实践中地球是一个相当好的近似的惯性系，我们在观察实验室中的许多力学现象，都可以把地球看作惯性生活费，但是地球肖自转，并且绕着太阳在旋转，有一些力学现象显示出地球的这种转动效应，例如惯性离心力，科利奥莱力等，因此地球并不是严格的惯性系。太阳及其邻近的恒星组成的参考系是比地球更好的惯性系。进一步的研究表明太阳是银河系中的一颗普通恒星，它同其他银河系听恒星一起绕银心旋转，作变速运动，因而太阳参考系也不是严格的惯性系。根据这种经验，我们可以取更大的天体系统的平均静止参考系以趋近严格的惯性系。看来我们可以不断地趋近惯性系，但却不能找到严格的惯性系。

这样，我们有了支配物体运动的力学规律（牛顿定律）但是却无法确定牛顿定律成立的惯性系。牛顿的力学理论如同建立在沙滩上的建筑物。牛顿深知他的力学理论中的这一脆弱的根基。他提出的解决办法是引入绝对空间。他想信存在绝对空间，“绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”，这样就可以在绝对空间里区别物体是处于静止、匀速运动还是变速运动，从而也就能够确定惯性系和非惯性系。为了说明绝对空间和绝对运动的存在，他提出一个著名的“水桶实验”，其大意如下。一个盛有一半水的桶挂在拧得很紧的绳子上，松开手后，桶和水的运动经历以下三种情形：（1）开始，桶在绳恢复原有状态的作用下快速旋转，由于水和桶的粘滞力很小，水尚未旋转起来，水面是平的；（2）在粘滞力长时间的作用下，水和桶一起旋转，水受到惯性离心力的作用向桶壁挤压，水面呈下凹形；（3）让桶突然静止，水仍在旋转，水面仍然是下凹。牛顿分析以上实验结果认为，在（1）（3）两种情形，水对于桶都有相对运动，但前者水面是平的，而后者是下凹的，在（2）（3）两种情形，无论水对于桶是否有相对运动，水面都是下凹的，因此，水对于桶的相对运动不是水面下凹的原因，水面下凹的真正原因在于水在空间里作绝对转动，受到惯性离心力造成的。这说明存在着可以观察出物体作绝对运动的绝对空间，加速度是绝对的。

牛顿的绝对空间和绝对运动继承了人们自古以来认为空间和时间物质及其运动相对独立而无论的直觉，被大多数人所接受，它还受到哲学家康德的支持，康德说过；“我们永远不能表象出没有空间，可是我们却很能设想空间中没有对象。”但是牛顿的绝对空间和绝对运动受到他同时代人的批评，其中著名的有莱布尼兹和贝克莱，莱布尼兹认为那种与物质客体相分离的任何空间概念都是哲学上没有必要的，贝克莱则指出，认为空间是“一种永久的、自存的、无限的、不可分的、不可变的东西”“是有害的、荒谬的”，然而他们都未能提出任何观念，发展一种新的动力学理论来替代牛顿理论，不过他们的看起来十分挑剔的批评对后有着潜在的影响。

对牛顿绝对空间的第一个建设性批评来自两百年后奥地利的物理学家和哲学家马赫。马赫在他1883年出版的《力学史评》一书中对牛顿的绝对空间和绝对运动作了深刻的批评。关于牛顿的“水桶实验”，书中写道：“牛顿的旋转水桶实验只是告诉我们，水对于桶壁的相对旋转不引起显著的离心力，而这离心力是由水对地球及其他天体质量的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，直到厚达几英里时，那就没有人能说这实验会得出什么样的结果。”“如果把水桶固定，让众恒星旋转，能够再次证明离心力会不会存在吗？”在马赫看来，牛顿水桶实验中凹行为并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动，还是水相对于众星体的转动，因此，并不能由此得出存在绝对空间的结论，相反地，把水面下凹行为看成是由于水相对于从星体转动，水桶内壁以外的所质量的吸引和带动所造成的，要更自然些。

马赫是出于他关于我们的世界的一种非常儿到的哲学见解，对牛顿的绝对空间作出深刻批判的。他在书中写到；“我们不要忘记，世界上的一切事物都是相互联系、相互依赖的。”要注意，马赫强调的是相互联系、相互依赖、相互影响，那种只有一方依赖于一方而不被另一方所依赖，一方可影响另一方而不被另一方所影响的事物是不存在的，是虚构的，也是“同科学中的思维方式相矛盾的”（爱因斯坦语）。在牛顿力学中绝对空间就是这样的虚构，它会影响到物体的动力学性质，譬如，只有相对经来说，惯性定律才成立，但是物质的运动反过来却不能对绝对空间产生丝毫影响。既然是一种不能被人们的经验所证实的虚构，它就应该从科学中剔除出去。概括起来，马赫的观点是，物体的运动不是绝对空间中的绝对运动，而是相对于宇宙中其他物质的相对运动，因而不仅速度是相对的，加速度也是相对的；在非惯性系中物体所受的惯性力不是“虚拟的”，而是一种引力的表现，是宇宙中其他物质对该物体的总作用；物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质作用的结果。马赫的精辟见解被爱因斯坦取名为马赫原理。

马赫的批判带来了人们对于运动和惯性认识的重大变革。牛顿认为存在着绝对空间和绝对运动；物体的惯性是它自身的属性，如果撤掉了一个物体周围的所有其他物质，那么这个物体将由于它自身的惯性作惯性运动。而马赫则认为，根本不存在绝对空间和绝对运动，物体的运动是相对于宇宙中天体的运动；物体的惯性是宇宙中所有天体作用的结果，撤掉一个物体周围的所有其他物质，则无法去判断它作什么运动，因而它也就不再具有惯性。

马赫独树一帜的思想深刻地提示了牛顿力学理论根基上的纰漏，同时也指出了改造牛顿力学理论的契机，这就是放弃绝对空间和绝对运动，把物体的惯性与宇宙中所有其他物质对它的作用联系起来。

爱因斯坦建立狭义相对论后就认识到“狭义相对论不过是必然发展过程的第一步”，他时而思考狭义相对论的不足。一方面，狭义相对论指出，所有的惯性系都是等价的，速度是相对的，不存在绝对静止的惯性系，因此狭义相对论否定了一个优越的参考系（绝对静止的惯性系）；但是它却肯定了一类特别优越的参考系，那就是惯性生活费，它比非惯性系更要优越，其中的物理规律特别简捷。然而对于为什么惯性系在物理上比其他参考系更优越，狭义相对论不能作出回答。另一方面，狭认相对论指出，物理作用传播的极限速度是光速c，这样狭义相对论就在整个物理学中排除了超距作用。引力是力学研究的重要课题。然而牛顿引力定律的表述是超距作用的，牛顿引力定律与狭义相对论不相容。因此需要发展一种把引力问题纳入，且能回答是否存在特别优越参考系的更为广泛的相对论。马赫的思想对于爱因斯坦无疑是一个重要的启发。爱因斯坦曾说过：“……可以十分正确地认为马赫是广义相对论的先驱。”

四、惯性质量和引力质量

发展一种新的理论，仅有哲学上的启迪和对于旧理论的批判是不够的，还需寻找建立新理论的突破口。爱因斯坦建立广义相对论的突破口来自三百年前伽利略的另一项重要贡献。

伽利略在他的《关于力学和运动两门新科学的对话》中写道：“我曾经做过试验，可以向你保证，从200肘尺高处放下的一颗一两百磅甚至更重的炮弹，不会比一同放下的仅重半磅的枪弹到达地面要领先一秒钟。”这段叙述表明所有物体的重力加速度相同。亚里士多德曾根据他的运动风，重物下落是物体回归天然位置的自然运动，物体越重，趋向天然位置的倾向就越大，自然得出物体越重，下落得越快。伽利略反对亚里士多德的运动知识化，他以实验事实作了不力的反驳。然而他并同有认识到这条定律的深刻含义。

所有物体的重力加速度均相同，反映的是任何物体的惯性质量与引力质量相等。根据牛顿定律，作用在物体上的外力等于物体的质量乘以获得的加速度，这里的质量是物体的惯性质量；另一方面，物体下落时，作用在物体上的力是地球对它的吸引力，它与物体的引力质量成正比。既然物体在重力作用下加速度不依赖于物体，则引力质量与惯性质量成正比；选取相同的单位，两者相等。

我们知道，惯性质量是物体惯性的量度，反映物体对加速度的阻抗，而引力质量是物体引力属性的量度，反映物体产生和承受引力的能力。它们显然是物质的两种完全不同的属性，描述物质两种不同性质的量是否严格相等是一个问题，并第一次想到用实验来明确检验两者的等同性。他在他的《原理》一书中记叙了他所做的实验。他做了两只等大的圆木盒，用11英尺长的细绳悬挂起来构成摆，一只装满了木料，另一只装入得量的金或银、铅、玻璃、沙、食盐、水以及小麦等等，比较它们的摆动周期。根据牛顿定律容易得出周期T。可以看出仅当惯性质量m惯与引力质量m引之比与材料无关，两摆的周期才会相等。牛顿实验中没有观察到两摆周期的差异，由此他推算出m引/m惯=1+0（10-3），即两者相符合的精度在10-3以内。以后又有不少物理学家做实验，把精度提高了许多，如1830年贝塞耳得0（10-5），1889年厄缶得0（10-8），1964年迪克得0（10-11），1971年布拉金斯基得0（10-12）。

看来惯性质量和引力质量相等是一条严格的定律。那么，这是一种巧合吗，还是有更深刻的原因？它意味着什么？这是又一个值得思考的问题。人们研究发现，在牛顿力学中无法加以说明，于是长时期里它就成为游离于物理学之外而不加重视的一个结论。

爱因斯坦对于惯性质量和引力质量严格相等的印象很深，他在给英国格拉斯哥大不所作的报告《广义相对论的来源》中说：“在引力场中，一切物体都具有同一加速度。这条定律也可表述为惯性质量同引力质量相等的定律，它当时就使我认识到它的全部得要性。我为它的存在感到极为惊奇，并猜想其中必定有一把可以更加深入地了解惯性和引力的钥匙。”他一直深信：“一个有希望受到应有的信任的理论，必须建立在有普遍意义的事实上。”而这一惯性质量同引力质量相等的定律的确是一个奇特的具有普遍意义的事实。他不断地思考这一问题，终于有一天找到了问题的答案。他于1922年在日本京都大学所作的报告《我是如何发现相对论》中说道：“这个难题的突破点突然在某一天找到了。那天，我坐在伯尔尼专利局办公室里，脑子里突然闪现一个念头：如果一个人正在自由下落，他决不会感到他有重量。我吃了一惊。这个简单的想象给我的印象太深刻了。它把我引向新的引力理论。我继续想下去：下落的人正在作加速运动，可是在这个加速参考系中，他有什么感觉？他如何判断面前所发生的事情？”爱因斯坦在这里所说的突然闪现的念头就是那著名的爱因斯坦升降机的理想实验。设想观察者在一个密封的升降机里做力学实验，一种情形是升降机静止在地面上（地球看成是惯性系），它是一个惯性生活费，其中存在地球的引力场，由于m惯=m引，任何物体的重力加速度均相等为g；另一种情形是升降机远离一切物体，即处于没有引力场的地方，它相对于某个惯性系以加速度g上升，它是一个非惯性系。在这两种情况下，观察者测得物体下落的加速度是g，他观察到的力学现象都相同，他无法断定他所在的参考系究竟是有引力场的惯性系还是并无引力的非惯性系。这表明物体在非惯性系中的运动等效于引力场作用下的运动，或者说非惯性生活费与引力场等效，爱因斯坦把它称为“等效原理。”根据等效原理，引力场可以用非惯性来消除，例如在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力，在这个自由落体系中，惯性定律很好地成立，一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态，这一参考系实在是很好的惯性系，其中物理规律具有狭义相对论的形式。另外，非惯性系与引力场等效，非惯性系与惯性系就没有原则性的区别，它们都可以同样好地用来描述物体的运动，没有哪一个比另一个更优越。由此爱因斯坦把狭义相对性原理推广为一切参考系都是等价的，没有哪一个比另一个更优越，爱因斯坦把它称为广义相对性原理。爱因斯坦的广义相对论就是在等效原理和广义相对性原理这两条原理的基础上发展起来的。在广义相对论中，惯性系不再是理论上和实践上不可捉摸的，它就是自由落体系；前述狭义相对论的两点不足通过等效原理和广义相对性原理联系在一起一揽子加以解决，广义相对论清楚地回答了不存在特别优越的惯性系，所有的参考系对于描述物体的运动都是等价的，而引力问题通过广义的时空坐标变换纳入相对论理论中。

由此可见，原来牛顿力学中无法加说明的惯性质量与引力质量相等不再是游离于物理学之外的一个普遍事实，而是成为意义得大的广义相对论的基石。爱因斯坦找到了这块基石，并由此发展了广义相对，这实在是爱因斯坦独具慧眼、超群绝伦的伟大贡献。

五、马赫原理的检验和评价

马赫的思想启发爱因斯坦，引导他改造牛顿力学，建立了广义相对论，马赫的功绩不可磨。然而马赫认为物体的惯性来源于宇宙中其他物质作用的想法（马赫原理）还值得进一步研究。

根据马赫原理，物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质对物体作用的结果，那么物体近旁如果有一个大质量物体，它就会对物体的惯性产生影响。例如，处在银河系中的一个物体的质量应来自两部分，一部分来自宇宙整体的影响，它是各向同性的；另一部分来自银河系的影响，它应是各向异性的，物体朝着或离开银心加速时惯性质量会稍有不同。是否存在这一各向异性的影响是物理学家关心的问题。

有一些关于马赫原理的实验检验，其中一个实验的要点如下，如果惯性质量是各向同性的，原子Li7的基态能级在磁场中劈裂为四个等间距的能级，能级之间跃迁的吸收光谱是一条谱线；但如果惯性质量是各向异性的，能级的劈裂不是等距的，则能级之间跃迁的吸收光谱不是一条而是靠得很近的三条谱线。实验在12小时间隔内进行，在此时间内地球的自转相对于银心处于不同位置。结果没有观察到谱线分裂，根据观察到的线宽，估计出质量的各向异性部分与各向同性部分之比△M/M<10-21。结果并不支持马赫原理。

惯性范文篇8

1、知识与技能

(1)知道牛顿第一定律的内容

(2)知道惯性的概念

(3)知道二力平衡

2、过程与方法

(1)通过活动体验任何物体都具有惯性

(2)探究摩擦力对物体运动的影响

(3)探究二力平衡条件

3、情感、态度与价值观

通过活动和阅读感受科学就在身边

教学重点

1、探究摩擦力对物体运动的影响

2、认识生活中的惯性现象

3、探究二力平衡条件

教学难点

1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析

2、对牛顿第一定律文字叙述的理解

3、怎样解释惯性现象

4、学生设计实验探究二力平衡条件

教学过程

一、牛顿第一定律

1、提出问题

(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段，看图11.5-1。

①讨论交流：课文列举了一类什么现象?

自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。

②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?

(2)让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动?

(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。

(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。

古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。

科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价，谈自己的看法。

对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。

2、实验探究

探究：摩擦力对物体运动的影响。

怎样进行实验呢?

(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。

(2)提出问题让学生讨论。

①此实验过程中，控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?

(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)

②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?

(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布)

③要观察和记录哪些数据

(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离)

(3)学生分组实验

(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。

结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。

(5)进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。

3、牛顿第一定律

(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。

(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。

(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

说明：(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。

(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

二、惯性

1、演示：让学生照课文第36页图11.5-4所示，把4个棋子摞起来。先猜猜：如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处?

提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢?

2、让学生阅读课文第36页有关内容：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。

3、应用牛顿第一定律解释惯性现象

(1)引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

(2)让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。

(3)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。)

(4)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例?(减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。)

(5)让学生阅读课文第37页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。

三、二力平衡

1、二力平衡

(1)提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?

(2)探究：让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止?

在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?

讨论：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。

(3)结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。

如果作用在物体上的几个力，它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。

2、二力平衡条件

(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。

问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?

举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。

问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢?

(2)探究：①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)

②学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。

③实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：

a、改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。

b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。

c、转动木块，使木块受的力不在同一直线上。

d、垂直于木块受力方向移动木块，使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。

④各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。

⑤学生进行实验。

⑥结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力;根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态。

例：吊在空中重5N，静止不动时，电线对它的拉力是多大?

达标自查

1、让小车从斜面顶端从静止开始滑下，分别在光滑程度不同的水平面运动，小车最后都会慢慢停下来，这是因为，得到的结论是：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越

。由此可推理出：如果小车不受力，小车将。

2、关于惯性，下列说法中正确的是()

A、物体静止时有惯性，运动时没有惯性B、物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性

C、物体受力作用时才有惯性D、物体的惯性与运动状态或是否受力无关

3、我国公安部门规定：在高速公路上，汽车驾驶员和乘客都要系上安全带，主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害()

A、汽车加速B、汽车速度过快C、紧急刹车D、汽车突然启动

4、一本书放在水平桌面上，下列哪一对力是书受到的平衡力()

A、书的重力和书对桌面的压力B、书的重力和桌面对书的支持力

C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力D、书对桌面的压力和桌子受到的重力

5、惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是()

A、某些地段要对机动车辆限速B、车辆快速行驶时要保持车距

C、车辆靠右侧行驶D、小型客车的驾驶员必须系安全带

6、跳伞运动员在空中张开落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员()

A、没有受到重力作用B、受到的重力小于阻力

C、受到的重力等于阻力D、受到的重力大于阻力

7、画出在平直公上匀速行驶的汽车受力的示意图。

8、惯性和惯性定律不同之处在于：描写物体运动规律，描写物体本身的性质;的成立是有条件的，而是任何物体都具有。

能力提高

9、举例写出你观察到的在生产、生活以及交通运输等方面发生的惯性现象的两个例子，并结合所举事例分别说明如何防止或利用惯性。

10、两千多年前，古希腊学者亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力，物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到，用力推一个木箱它就运动，停止用力，木箱就静止。因为这种现象，亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受，直到后来伽利略推翻了这个观点。

你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?

11、请你设计一个实验探究二力平衡的条件，要求：写出实验器材、实验步骤、实验结果，并比较二力平衡的条件和作用力与反作用力的条件有何相同点和不同点。

12、阅读材料

汽车刹车之后

现代社会汽车大量增加，发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止，因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，在这段时间内汽车要前进一段距离，叫反应距离。从操纵器刹车到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。

下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的刹车后的反应距离和制动距离。

速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m)

40

50

60

80

1007

9

11

15

178

13

20

34

5415

22

31

49

73

阅读后回答

(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么?

惯性范文篇9

成于众人之力，反违章是遵守安规的体现。平安生产。毁于一人之手，一人把关一处安，众人把关稳如山。平安生产是全局性的工作，所以反违章必需人人参与、人人为之负责。平安规程就明确规定：工作班成员必须“认真执行本规程和现场平安措施，互相关心施工平安，并监督本规程和现场平安措施的实施”可见，对于习惯性违章，每个员工都有权监督、制止。看见习惯性违章行为不劝说、不制止，自身就是一种习惯性违章的体现。

对之缺乏主动性、积极性。也有局部员工认为，反习惯性违章旨在维护员工生命平安和国家财富平安。可一些员工认为“反违章是安监部门和领导的事情”与自己不相干。多一事不如少一事，自己管好自己就可以了还有员工觉得，领导又没有授权，不太好意思反“人的违章”于是对眼皮底下的违章视而不见。事实上，反违章人人有责，没有旁观者和局外人。

企业事故频发，反违章是员工收入增加的前提。平安就是效益。如果违章屡禁不止。经济效益上不去，员工个人收入也必然会受到影响。反之，企业连续平安生产，损失减小了经济效益就会提高，员工收入也会水涨船高。

而他人的违章却能对自己构成伤害。电力的特殊性和施工环境的复杂性，反违章是保证自己不受伤害。一个人生存的首要前提就是要维护自己不受伤害。决定了员工时刻都在与平安打交道，因此，不只自己不违章，还要随时注意同事是否违章，否对自己的人身平安构成了威胁，随时做好不被同事伤害的准备。

自己定会抱憾终生。因此，反违章是保证同事生命健康。维护同事的平安是义不容辞的一种责任。如果因为自己的粗心大意、工作失误伤害了同事。工作中，要特别要注意危险源辨识，随时注意自己的工作是否危及同事的平安。同时要多留意观察周边的平安情况，时刻提醒同事，发现“三违”行为要敢于及时制止，不能碍于情面说不出口，不能有“只管自己门前雪，不论他人瓦上霜”念头。

惯性范文篇10

‘如果把飞船看作加速系统，那么这个力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。’这说的是物体受到惯性力与加速系接触的情形。

如果把飞船看作加速系统，那么人对飞船地板的压力的大小等于地板使人做加速运动的力，因而力的大小反映了人的惯性质量。如果把飞船看作加速系统，人对地板的压力可以看作是人在加速系中受到惯性力产生的。质量大的物体受到的惯性力大，质量小的物体受到的惯性力小。加速度不同时，受到的惯性力不同。

此种情形是否可以当做施力与受力情形分析呢？

在施力物体看来，受力物体具有惯性，当运动状态发生改变时，受力物体需要力。当施力物体与受力物体相接触受力物体产生加速度时（例如，施力物体飞船，受力物体飞船里的人），从惯性力的角度分析，受力物体受到惯性力，质量大的物体（受到）惯性力大，质量小的物体惯性力小，因惯性力而产生的对施力物体的力也就（大或）小，在施力物体看来，改变受力物体运动状态时，产生相同的加速度，质量大的物体（受力物体）需要的力大，质量小的物体需要的力小。

质量大的物体惯性大，受到的惯性力也大，质量小的物体惯性小，受到的惯性力也小。物体受到的力f=ma,物体受到的惯性力f=-ma.受到的力与惯性力方向相反数值相等。

在飞船中，人对飞船地板的压力与飞船地板对人的支持力是一对作用力与反作用力。人对地板的压力可以看作是人受到惯性力产生的。把飞船看作施力物体，飞船地板对人的支持力可以看作飞船施的力。惯性力与支持力合力为零。

什么是惯性力？我们是如何定义惯性力的？

物体由于具有惯性，受到外力时会产生一个反作用力。

惯性力也使物体产生加速度，当物体与参照系接触时，由于受到惯性力而对参照系产生压力时，此物体才会有受力的感觉。

惯性力与惯性力能相互抵消吗？相对于加速系加速运动的参照系，加速度能相互相加或相减吗？受力与加速系产生相同加速度的物体，在加速系看来处于什么状态？

我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么在火车看来相对于车厢做加速运动的参照系里，小球做什么运动？如果加速度相同，方向相反加速度是否相互抵消？惯性力是否相互抵消？

自由落体系中，物体实实在在受到引力了，不过在自由落体系看来，物体不受力，对外（对参照系)不产生力。物体上（物体内部）确实受到引力的吸引。----算是力的相对性吧（原来的提问是在自由落体系中，物体受到引力，但在自由落体系看来，物体不受任何力，物体具有惯性。那么物体到底受没受力呢？一个受力的物体怎么变成一个不受力的物体呢？）

由于力是物体对物体相互作用，物体对外对其他物体不产生力时，物体不受力。物体不受力时，物体具有保持静止或匀速直线运动的性质。

在自由落体系中，物体受到了引力，不过在自由落体系看来，物体对其他物体对参照系没有力的作用，物体本身是不受力的，所以物体处于惯性状态，物体具有保持静止或匀速直线运动的性质。

惯性力，物体受到惯性力时，物体本身并不受力，而在参照系看来，物体具有受到力的性质。（具有加速度）

在广义相对性原理独特视角中我们说过：一个不受引力作用的加速系统跟一个受引力作用的惯性系统等效

在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力，在这个自由落体系中，惯性定律很好地成立，一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态，这一参考系实在是很好的惯性系。（自由落体系属于非惯性系一种）

结论

物体做加速运动时，我们无法判定物体是在非惯性系中（加速系中）或是在惯性系中。物体具有惯性时，我们无法判定物体是在非惯性系中或是在惯性系中。我们无法用任何实验判定物体是在惯性系中或是在非惯性系中。

摘要物体受力在做加速运动的现象与物体处于静止或匀速直线运动状态受到惯性力的现象（或者说参照系受到力看到不受力的物体做加速运动的现象）是等效的。(没有接触任何物体时的物体加速度。）

惯性力与力能互相抵消。当非惯性系中，惯性力与力相互抵消时，非惯性系就是一个很好的惯性系。例如引力场中的自由降落系。

通常我们所说的惯性系是非惯性系的一部分，当惯性力与力相互抵消时，非惯性系就是一个惯性系，相对于惯性系做加速或减速运动的参照系就是非惯性系。我们不知道物体是在惯性系中受到力，或是在非惯性系中受到惯性力。