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慣性物理學(xué)論文
慣性物理學(xué)論文
摘 要：對(duì)經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)現(xiàn)行的慣性觀提出了不同的看法，認(rèn)為對(duì)于慣性要區(qū)分：個(gè)別研究對(duì)象的性質(zhì)與存在的性質(zhì);保持某種狀態(tài)的性質(zhì)與改變某種狀態(tài)的性質(zhì);物理學(xué)規(guī)律的動(dòng)力學(xué)特性與審美性。
關(guān)鍵詞：慣性 存在 空間
慣性是經(jīng)典力學(xué)中的一個(gè)基本概念，同時(shí)它又是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋�(gè)基礎(chǔ)性觀念，并且慣性問題也是經(jīng)常被物理學(xué)界討論的一個(gè)話題。
可是，盡管經(jīng)典力學(xué)經(jīng)過了漫長的發(fā)展時(shí)期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性，本文試從幾個(gè)方面對(duì)慣性進(jìn)行了討論，望引起大家的共識(shí)。
一、慣性的意義
大家知道，慣性是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。
一個(gè)物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會(huì)一直靜止下去，而原來運(yùn)動(dòng)的則會(huì)一直作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
這里的問題在于：慣性是否是物體的性質(zhì)?依據(jù)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，任何物體均具有慣性。
因而，看來慣性不是被研究物體的性質(zhì)，因?yàn)檫@一性質(zhì)是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個(gè)別特征無關(guān)。
因而，慣性只能是存在的一個(gè)特征，是被研究對(duì)象周圍的環(huán)境在此對(duì)象上的表現(xiàn)。
換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。
二、慣性與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的難易程度無關(guān)
通常認(rèn)為質(zhì)量是物體慣性大小的量度是據(jù)于這樣的理由：質(zhì)量大的物體在相同的力作用下其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變。
這是由牛頓第二定律所得到的基本結(jié)論。
而事實(shí)上物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是難還是容易是與慣性無關(guān)的。
慣性所揭示出的物體之性質(zhì)不在于其使(或抗拒)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))的本領(lǐng)。
慣性不是一種由個(gè)別物體自身所具備的原因(誠然，所有物體均會(huì)表現(xiàn)出慣性)，它不是我們的一種吃力的、需要支撐的、痛苦感的反映，事實(shí)上，它是存在之美感的綻開。
因而“慣性是物體對(duì)任何改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的外來作用的阻抗的性質(zhì)”這樣一種說法就是不當(dāng)?shù)摹?/p>
因?yàn)檫@一注釋還是從對(duì)牛頓第二定律的基本分析而來的，在這一注釋中已經(jīng)隱藏了牛頓第二定律及對(duì)慣性與物體質(zhì)量等價(jià)的認(rèn)同感。
其實(shí)，慣性是一種令人十分安全的、舒適的、和諧的存在之性質(zhì)，它使物體的存在行為非常簡單，而人們也往往由于常見到這種存在的簡單性而忽視了它的深層含義。
靜止的永遠(yuǎn)靜止，運(yùn)動(dòng)的永遠(yuǎn)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，慣性就是將存在如此單調(diào)而重復(fù)地顯現(xiàn)在人們眼前。
凡是背離了這兩種物體的存在情況而用慣性去解釋其存在原因的，作者以為均屬一種不當(dāng)?shù)脑庌q行為。
可是這種詭辯行為不僅麻木了人的腦神經(jīng)而且充斥著各種各樣的教科書，我們來看一些下面的例子。
例1.慣性也有不利的一面，高速行駛的車輛因慣性而不能及時(shí)制動(dòng)常造成交通事故。
所以，在城市的市區(qū)，對(duì)機(jī)動(dòng)車的車速都有一定的限制，以利于行車安全。
在這里，不能及時(shí)制動(dòng)是由于慣性還是由于制動(dòng)力不夠大?略作思考，讀者就可判斷出是由于后者。
將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。
而發(fā)生交通事故的真正原因是，由于車輛質(zhì)量較大，而相應(yīng)的制動(dòng)力在如此質(zhì)量的物體上所產(chǎn)生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時(shí)間內(nèi)停下來。
倘若對(duì)于質(zhì)量較大的車輛來說制動(dòng)力也允許更大，那么作者認(rèn)為還是可以在一定的時(shí)間內(nèi)制動(dòng)車輛的。
并且，這個(gè)例子中的“高速行駛的車輛”及“對(duì)機(jī)動(dòng)車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學(xué)生認(rèn)為慣性和物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
這對(duì)于初學(xué)者來說是一個(gè)很大的誤導(dǎo)。
所有的老師都要求學(xué)生不要把慣性與慣性定律混為一談，可是當(dāng)我們的老師用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來看待慣性――也就是說，把慣性與牛頓第二定律混為一談的時(shí)候，對(duì)學(xué)生的這一期望是合適的嗎?其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)：當(dāng)教完一些物理學(xué)的基本概念與規(guī)律以后，就要求學(xué)生用它們解釋自然現(xiàn)象。
事實(shí)上，物理學(xué)中有些基本概念與規(guī)律不是要求我們?nèi)ソ忉屪匀滑F(xiàn)象，它沒有這個(gè)功能，它只是告訴我們要去感受些什么，它提供給我們的不是一種推理的方式，而是一個(gè)判斷的原則 ：它促成我們的判斷更接近于自然之美的呈現(xiàn)。
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