解讀慣性

慣性是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中的經(jīng)常能夠遇到的一個物理現(xiàn)象，同時它又是力學(xué)中的一個重要概念，它指的是物體具有“保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)”.同學(xué)們要正確理解慣性，需要弄清下面幾個問題：

一、慣性是物體的一種性質(zhì)

慣性是指物體有保持原來運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，原來物體是什么運動狀態(tài)，它還將保持原有狀態(tài)不變.我們也可以把慣性形象地理解為物體的“惰性”.這種“惰性”的表現(xiàn)，就是物體不愿意改變它原有的運動狀態(tài).我們身邊有許許多多的慣性現(xiàn)象，例如：汽車突然剎車時，乘客要向前傾倒；跑步時，腳碰到障礙物時人會向前摔倒；汽車、自行車在失去動力后還會向前“滑行”；跳遠(yuǎn)運動員在離開地面之后還會繼續(xù)向前飛行一段距離等等，這些都是慣性現(xiàn)象.

二、一切物體在任何情況下都具有慣性

慣性表現(xiàn)為原來靜止的物體將繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)，原來運動的物體將保持勻速直線運動的狀態(tài)，若要使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化就必須對物體施加外力作用.慣性是物體的固有屬性，無論是固體、液體還是氣體，無論物體是否受力，無論物體是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運動狀態(tài)，無論物體處于什么樣的地理位置……一切物體都具有慣性.物體的慣性始終存在，因此，我們就不能說“物體產(chǎn)生了慣性”“物體出現(xiàn)慣性”“物體的慣性消失了”等等，我們只能說“物體具有慣性”“由于慣性”等等.

三、物體慣性的大小只決定于物體的質(zhì)量，而與物體的速度無關(guān)

同學(xué)們都有這樣的體會，用同樣大小的力投出去一個皮球和一個鉛球，皮球會獲得比鉛球更大的速度.這說明質(zhì)量小的皮球的運動狀態(tài)容易改變，皮球的慣性?。欢|(zhì)量大的鉛球的運動狀態(tài)難以改變，鉛球的慣性大.可見，物體慣性的大小跟它自身的質(zhì)量有關(guān).因此，物理學(xué)中用質(zhì)量來量度物體慣性的大小，物體的質(zhì)量越大慣性就越大，物體的質(zhì)量越小慣性就越小.

同學(xué)們又知道，車子跑得快時不易剎住，而跑得慢時容易剎住.有的人就認(rèn)為：“物體的速度越大，它的慣性就越大.”其實這種觀點是錯誤的.我們可以這樣推想：如果慣性跟速度有關(guān)，速度大的物體的慣性大，速度小的物體的慣性小，當(dāng)物體速度為零時，就沒有慣性了，這豈不是十分荒謬嗎？由此可見，物體慣性的大小與速度無關(guān).那么，車子跑得快時為什么難以停下來呢？這是因為要使跑得快的車子停下來，就必須使車子的運動狀態(tài)發(fā)生很大的變化，在受力相同的情況下，從較大的速度到靜止需要的時間就長，車子向前滑行的距離也就要更遠(yuǎn)些了.

總之，慣性反映了改變物體運動狀態(tài)的難易程度，物體的運動狀態(tài)越容易改變，它的慣性就越??；物體的運動狀態(tài)越難以改變，它的慣性就越大.慣性只與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，且成正比.

四、慣性不是作用力

有的同學(xué)認(rèn)為在水平道路上行駛的汽車，關(guān)閉發(fā)動機后仍能繼續(xù)向前滑行，這是因為汽車受到了慣性力的作用.這些同學(xué)之所以產(chǎn)生這種想法，是因為他們的頭腦中有一個根深蒂固的錯誤想法：物體的運動需要力來維持.事實上，運動著的物體如果所受的一切外力同時消失，物體是不會停止運動的，而是以外力消失時刻所具有的速度做勻速直線運動（可以參考伽利略的假想實驗），這充分說明物體運動不需要任何外力來維持，至于最后汽車為什么會停止下來，這時因為汽車受到了與運動方向相反的摩擦阻力的作用.

力是物體對物體的作用，發(fā)生力的作用時，有施力物體，也有受力物體，單獨一個物體不能發(fā)生力的作用；而慣性是物體本身的一種性質(zhì)，它與有無其他物體無關(guān).力有大小、方向、作用點這三個要素，而慣性只有大小.因此，把“慣性說成慣性力”或者說“物體受到慣性作用”等都是錯誤的.

五、慣性和慣性定律不同

慣性是物體本身具有的一種性質(zhì)，而慣性定律是物體在不受外力時所遵循的一種運動規(guī)律.物體具有慣性是不受條件限制的，無論物體是否受力，其慣性總是存在，而物體只有在不受外力或受到平衡力時，才保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài).

日常生活中的慣性現(xiàn)象有很多，在弄清了上面幾個問題之后，我們應(yīng)怎樣去解釋這些慣性現(xiàn)象呢？讓我們一起來分析下面的事例.

例1 人走路時，被石頭絆倒后會向前倒，這是為什么？

解析 人走路時，人的身體是向前運動的，腳碰到石頭時，在力的作用下停止了運動，但人的身體由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動，所以會向前摔倒.

例2 燒鍋爐的師傅在向爐灶內(nèi)加煤時，鏟子往往并不進(jìn)入灶內(nèi)，而是停在灶前，煤就順著鏟子運動的方向進(jìn)入灶內(nèi).請你解釋原因.

解析 為了把煤加進(jìn)爐灶，工人師傅先用鏟子鏟起煤，使它們一同向爐灶的方向運動，到達(dá)爐灶前，手對鏟子施加一個向后的力，于是鏟子在力的作用下停在了灶前，而煤由于慣性，仍保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動，進(jìn)入了灶內(nèi).

通過上面兩例的分析可以看出，解釋有關(guān)慣性現(xiàn)象的問題時，可按下列思路進(jìn)行分析、解答：

（1）確定研究對象.如例2中，需要解釋煤為什么順著鏟子的運動方向進(jìn)入灶內(nèi)，所以研究對象是煤而不是鏟子.

（2）弄清研究對象在現(xiàn)象發(fā)生之前處于什么狀態(tài).如例2中的現(xiàn)象是煤被送進(jìn)灶內(nèi)，在這之前煤與鏟子是一同向爐灶方向運動的.

（3）與研究對象一同運動的物體發(fā)生了怎樣的變化.如例2中，在到達(dá)爐灶前鏟子受到了向后的力使它的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，結(jié)果是鏟子停在了灶前.

（4）研究對象由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，結(jié)果發(fā)生了什么現(xiàn)象.如例2中的煤由于慣性仍保持原來向前運動的狀態(tài)，于是被送進(jìn)了爐內(nèi).

請你按上面的思路完成下列練習(xí)：

1．把衣服抖幾下，能把衣服上的塵土抖掉，這是因為用力抖衣服時，衣服受力由靜止運動起來，塵土由于 ，仍保持原來的 狀態(tài)，所以能把塵土和衣服分開，抖掉衣服上的塵土.

2．下圖（a）（b）中所示的現(xiàn)象（ ）.

A．都是發(fā)生在突然拉動小車時

B．都是發(fā)生在小車突然停下時

C．（a）發(fā)生在小車突然停下時

D．（b）發(fā)生在小車突然停下時

3.下列現(xiàn)象中不能用慣性知識解釋的是（ ）.

A．跳遠(yuǎn)運動員的助跑速度越大，跳遠(yuǎn)成績往往越好

B．用力將物體拋出去，物體最終還要落到地面上

C．子彈離開槍口后，仍然能繼續(xù)高速向前飛行

D．使用絆馬索能將敵方飛奔的戰(zhàn)馬絆倒

參考答案 1．慣性，靜止 2．D 3．B