“物體的慣性”典例解析

毛啟用

慣性是物體所具有的一種特性.一切物體，不管它的形狀、大小、性質(zhì)有多大的差異，也不管它處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中，都具有慣性.

因?yàn)槿魏挝矬w都有慣性，所以，物體的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律.慣性是性質(zhì)，慣性定律是物體在一定條件下呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它們是不相同的.因?yàn)槲矬w具有慣性，所以在物體不受外力作用時(shí)，才保持自己原有的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即遵從慣性定律；反之，慣性定律通過(guò)物體在不受外力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變，說(shuō)明物體具有慣性.

例1 下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的是（ ）.

A.靜止的物體有慣性，運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有慣性

B.運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，靜止的物體沒(méi)有慣性

C.不受力的物體有慣性，受力的物體沒(méi)有慣性

D.鐵有慣性，把鐵熔化成鐵水后仍有慣性

解析 慣性是物體所具有的一種基本屬性.一切物體都具有慣性.靜止的物體有慣性，如果靜止的物體不受外力作用，它將保持靜止?fàn)顟B(tài)不變；如果受到外力的作用，物體的慣性將表現(xiàn)為“阻礙”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化.

運(yùn)動(dòng)的物體也具有慣性.如果沒(méi)有受到外力的作用，物體就保持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)物體受到外力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，其慣性也表現(xiàn)為“阻礙”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化.一旦外力消失，物體將以外力消失時(shí)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).

實(shí)際生活中不存在慣力，慣力是主觀臆造出來(lái)的一個(gè)觀念.提出“慣力”這個(gè)概念是因?yàn)轭^腦中存在“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀念，誤認(rèn)為必須有力推動(dòng)子彈，子彈才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng).選項(xiàng)B也不正確.

錯(cuò)選D同學(xué)的不但認(rèn)為慣性是力，而且還認(rèn)為只有這個(gè)“慣力”大于空氣阻力時(shí)，子彈才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng).認(rèn)為存在“慣力”已經(jīng)錯(cuò)了，再拿它和阻力相比較就更不對(duì)了.

子彈處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)仍具有慣性，它從槍口射出時(shí)有一定的速度，從槍口射出后仍能保持這個(gè)速度，保持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，在空中繼續(xù)飛行.選項(xiàng)C正確.

解析 列車靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，杯中的水面是水平的.若列車突然向右啟動(dòng)，杯內(nèi)的水由于慣性還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，杯向右運(yùn)動(dòng)，水向左涌，左邊水面高，與圖中所示不符，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的. 同理可分析出選項(xiàng)B是正確的.

當(dāng)列車突然向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，杯子隨車一起加速運(yùn)動(dòng)，杯內(nèi)的水由于慣性保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，水向右涌，右邊的水面高，所以選項(xiàng)C正確.

當(dāng)列車突然向右做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，杯子隨車減速，杯中水由于慣性，還要保持原來(lái)的速度向右運(yùn)動(dòng)，水向右涌，右邊水面高，所以選項(xiàng)D也是正確的.

選項(xiàng)B、C、D正確.

思考 若放在車上的是一滿杯水，則在列車啟動(dòng)、剎車、加速、減速情況下，杯中的水會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，為什么？

點(diǎn)撥 本題選擇了地球?yàn)閰⒄瘴?，運(yùn)動(dòng)員邊向前運(yùn)動(dòng)，邊下落.若選用飛機(jī)為參照物，運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)單的豎直向下運(yùn)動(dòng).在討論與此相似的一些問(wèn)題時(shí)，有時(shí)可以不選地球?yàn)閰⒄瘴?，而選用其他物體為參照物，這樣可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化.